激光焊接中的激光器分类

用于焊接的主要有两种激光，即CO2激光和Nd:YAG激光。CO2激光和Nd:YAG激光都是肉眼不可见红外光。Nd: YAG激光产生的光束主要是近红外光，波长为1.06 Lm，热导体对这种波长的光吸收率较高，对于大部分金属，它的反射率为20% ~ 30%。只要使用标准的光镜就能使近红外波段的光束聚焦为直径0.25mm。CO2 激光的光束为远红外光，波长为10.6Lm，大部分金属对这种光的反射率达到80%~90%，需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0.75-0.1mm。Nd:YAG激光功率一般能达到4000~ 6000W左右， 现在最大功率已达到10000W。而CO2激光功率却能轻易达到20000W甚至更大。

大功率的CO2 激光通过小孔效应来解决高反射率的问题，当光斑照射的材料表面熔化时形成小孔，这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎全部吸收入射光线的能量，孔腔内平衡温度达25 000e左右，在几微秒的时间内，反射率迅速下降。CO2激光器的发展重点虽然仍集中于设备的开发研制，但已不在于提高最大的输出功率，而在于如何提高光束质量及其聚焦性能。另外，CO2 激光10 kW以上大功率焊接时，若使用氩气保护气体，常诱发很强的等离子体，使熔深变浅。因此，CO2 激光大功率焊接时，常使用不产生等离子体的氦气作为保护气体。

用于激发高功率Nd: YAG晶体的二极管激光组合的应用是一项重要的发展课题，必将大大提高激光束的质量，并形成更加有效的激光加工。采用直接二极管阵列激发输出波长在近红外区域的激光，其平均功率已达1kW，光电转换效率接近50% 。二极管还具有更长的使用寿命(10000 h)， 有利于降低激光设备的维护成本。二极管泵浦固体激光设备(DPSSL)的开发。