Existem dois tipos de lasers de fibra: monomodo e multimodo. Suas diferenças nas aplicações de microssoldagem precisam ser consideradas na escolha da melhor para usar.
Os lasers de fibra monomodo usam fibras com diâmetro central de cerca de 9 mícrons para produzir feixes focados de até 10 mícrons. Isso os torna ideais para aplicações de corte a laser. No entanto, para soldagem, a largura estreita da solda pode não se adequar à maioria das tolerâncias de montagem de produção.
Os lasers de fibra multimodo geram um feixe de "topo plano" com menor intensidade e mais uniformidade usando fibras com diâmetro central de 50-300 mícrons. Isso facilita a expansão da zona de fusão e atende melhor às necessidades da microssoldagem a laser, em contraste com outros tipos de laser.
Esta figura mostra o laser saindo da fibra e a seção transversal da intensidade de potência em dois modos.
Considere o alinhamento a laser para juntas soldadas. Para alinhar o feixe com a linha de junta, normalmente é necessário um tamanho de ponto de pelo menos 200 mícrons devido à tolerância da posição de empilhamento e ao espaço entre as bordas da soldagem. No entanto, obter um ponto tão grande usando um laser de fibra monomodo exigiria uma distância focal de 2-3 pés, o que não é prático para sistemas de soldagem. Além disso, a força central de um laser monomodo diminui em direção à borda, resultando em energia concentrada em uma pequena área. Lacunas na junta podem causar problemas de soldagem, como cortes inferiores ou áreas não preenchidas. Além disso, a alta intensidade do laser pode remover o excesso de material.
Os feixes de laser de fibra multimodo oferecem uma distribuição de intensidade uniforme para um processo de soldagem estável. Eles são menos afetados por lacunas na superfície de soldagem e possuem um perfil mais forte que pode derreter mais material, preenchendo efetivamente quaisquer lacunas necessárias para uma soldagem bem-sucedida.
A seção transversal de soldagem de lasers monomodo e multimodo em aço inoxidável com 0,06- polegadas de espessura é mostrada abaixo. O laser de fibra monomodo utilizado tinha potência de 500 W, velocidade de 300 ipm e tamanho de ponto de 30 mícrons. O laser de fibra multimodo utilizado tinha potência de 700 W, velocidade de 100 ipm e tamanho de ponto de 150 mícrons. O segundo laser de fibra multimodo tinha potência de 1 kW, velocidade de 80 ipm e tamanho de ponto de 250 mícrons.
Lasers de fibra monomodo são úteis para microssoldagem a laser em certos casos. Eles podem ser usados para soldagem sobreposta de alta velocidade e juntas apertadas com menos potência do laser, ao mesmo tempo em que atingem a profundidade de penetração desejada. Lasers multimodo também podem ser usados para essa finalidade.