激光毛化激光器的选择讲解

在辊面毛化点形貌；
2）YAG声光调 Q 脉冲的峰值功率比毛化所需要求高约两个数量 级，作用在辊面时造成严重汽化和等离子屏蔽现象，使轧辊表面不
易形成凸台，得不到理想的峰值数和表面粗糙度。
光纤激光毛化及对比
采用的是高功率双包层光纤激光器，具有稳定性高、光束质量 好、使用方法简便以及免维护功能等显著特点，
图2 斩光盘
YAG 激光毛化系统
1、优点
波长短（1.06μm），轧辊表面对 YAG 激光的吸收率比对 CO2
激光的吸收率高约一个量级，可有效降低对激光器的输出功率要求
2、缺点
1）难以制造出大功率的波形可控的声光开关。目前声光调 Q 开 关产生的光脉冲宽度太窄，波形不可调，限制了 YAG 脉冲激光束
1、优点 采用大功率基模 CO2连续激光器，此激光器有较好的激光方向 性和单色性；光脉冲的形式主要使用斩光盘，斩光盘的位置尽可能 贴近辊面以增加光脉冲重复频率
图1 CO2激光毛化系统示意图
CO2激光毛化系统缺点
2、缺点 1）CO2激光器在毛化过程中需要大量的气体，极易出现因气体 供应量不足从而迫使毛化中断的现象，造成废品率升高； 2）通过调节斩光盘的转速改变脉冲频率，但占空比不能发生变 化；在斩光盘工作过程中，激光不停的作用在其工作面上，不仅浪 费了部分能量，而且会使斩光盘发生变形，系统斩光盘需经常更换； 3）CO2激光波长 10.6μm，辊面对光的直接吸收率在 5％左右， 也造成了能源的浪费。
激光器类型 激光波长（μm） 光电转换效率 光纤激光器 1.07 30% YAG激光器 1.06 5% CO2激光器 10.6 10%
泵浦源使用寿命（h） 冷却方式 占地面积（m2）
使用成本/h 维护
100,000 风冷/水冷 ＜1
$21.31 免维护
10,000 水冷 6
$38.33 经常维护
水冷 3
激光毛化激光器的选用
课程：激光表面改性技术
主讲教师：林继兴
激光毛化激光器的选用
教学目标 通过本次课程的学习，了解不同激光毛化激光器的优缺点 及选用依据。
激光毛化激光器
传统激光毛化激光器： 1、 CO2激光毛化系统 2、 YAG 激光毛化系统
新型激光毛化激光器： 光纤激光毛化柔性工作站
CO2激光毛化系统优点
$24.27 需要维护
小 结
1、可以用于激光毛化的激光器有传统的CO2、YAG激
光器和新兴的光纤激光器 2、 CO2、YAG激光器有各自的优缺点，光纤激光器在
光电转换效率、使用成本、使用效果等方面有一定的优势。
作业思考题
1、可用于激光毛化的激光器有哪些？
2、YAG激光毛化系统存在哪些缺点？