RU2700723C2 - Волоконная лазерная система со множеством пучков - Google Patents

Волоконная лазерная система со множеством пучков Download PDF

Info

Publication number
RU2700723C2
RU2700723C2 RU2017104281A RU2017104281A RU2700723C2 RU 2700723 C2 RU2700723 C2 RU 2700723C2 RU 2017104281 A RU2017104281 A RU 2017104281A RU 2017104281 A RU2017104281 A RU 2017104281A RU 2700723 C2 RU2700723 C2 RU 2700723C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
laser
beams
fiber laser
radiation
Prior art date
Application number
RU2017104281A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017104281A3 (ru
RU2017104281A (ru
Inventor
Андрей АБРАМОВ
Валентин ФОМИН
Юджин ЩЕРБАКОВ
Холгер МАМЕРОВ
Димитрий ЯГОДКИН
Original Assignee
Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн filed Critical Айпиджи Фотоникс Корпорэйшн
Publication of RU2017104281A publication Critical patent/RU2017104281A/ru
Publication of RU2017104281A3 publication Critical patent/RU2017104281A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2700723C2 publication Critical patent/RU2700723C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0608—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams in the same heat affected zone [HAZ]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0626—Energy control of the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/127—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an enclosure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/322—Bonding taking account of the properties of the material involved involving coated metal parts
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/262—Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B23K2103/05—Stainless steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14—Titanium or alloys thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к технологии ввода света, выходящего из нескольких волоконных лазерных устройств, в один оптический компонент и управления излучением, выходящим из таких лазерных устройств. Волоконная лазерная система со множеством пучков выходного излучения для создания нескольких пучков выходного излучения волоконного лазера. Система содержит множество модулей волоконной лазерной системы, множество выходных волокон и объемный оптический элемент. Модули волоконной лазерной системы создают множество отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера. Соответствующие пучки выходного излучения различаются одной или несколькими характеристиками пучка. Каждое из выходных волокон выполнено с возможностью доставки одного из указанных отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера. К объемному оптическому элементу присоединены каждое из указанных выходных волокон. Оптический элемент выполнен с возможностью приема отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера от выходных волокон и вывода отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера по существу на расстоянии друг от друга. Технический результат заключается в создании лазерной системы с применением оптического элемента, который может выдавать некогерентные лазерные пучки в заданной конфигурации, в которой можно управлять параметрами выходного излучения. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Предпосылки к созданию настоящего изобретения
Область техники настоящей полезной модели
Настоящее изобретение относится к вводу света, выходящего из нескольких волоконных лазерных устройств в один оптический компонент и управлению излучением, выходящим из таких лазерных устройств, для того, чтобы обеспечить возможность ввода отдельных выходных лазерных излучений в нисходящем направлении в заготовку или в оптический элемент.
Предпосылки к созданию настоящего изобретения
Применение устройств со множеством пучков для обработки материалов широко распространено. Например, одиночные оптические волокна, передающие одномодовое лазерное выходное излучение, могут находиться в оптической связи с дифракционными оптическими элементами, которые могут создавать некогерентное выходное излучение, нацеленное на множество пятен, как указано на сайте http://www.tailorweld.eu/overview/concept. К сожалению, такая конфигурация эффективна только, если необходимо воздействовать на каждую точку заготовки лазерным пучком с идентичными длиной волны, мощностью и шириной импульса. Необходима лазерная система, способная воздействовать на заготовку множеством пучков, причем множество пучков являются некогерентными и имеют разные свойства.
Были разработаны волоконные лазеры с разными длинами волны, обладающие различными мощностями, шириной импульса и частотами повторений. Действительно, известны многочисленные заявки, в которых раскрываются различные лазерные излучения. Например, в документе WO/2013/019204 авторы разработали многолазерную систему для удаления покрытия нержавеющей стали с последующей ее резкой, и все операции выполняются комбинированным пучком. Также была разработана система на основе одиночного лазера, которая упразднила эту многолазерную систему. Однако при такой коммерческой реализации возникла скрытая проблема, а именно необходимость применения в лазерном излучателе сложной оптической системы для подачи комбинированного пучка. Более того, поскольку лазеры представляли собой отдельные системы, применение ЦП для управления системами было признано недостаточно динамичным средством управления для изменения параметров лазерной обработки, чтобы соответствовать требованиям поставленной задачи.
Тем не менее, концепция объединения множества пучков выходного излучения лазера хорошо разработана, включая концепцию объединения отдельных пучков выходного излучения лазера в один волоконно-оптический кабель. В патенте США №5048911 раскрывается применение зеркал для создания параллельных пучков выходного излучения, которые затем фокусируются в один волоконно-оптический кабель, выдающий параллельные пучки выходного излучения. Однако в таких системах необходимо использовать множество оптических элементов, что усложняет конструкцию, дополнительно увеличивая стоимость, не говоря уже о вероятности ухудшения выходного излучения.
В патенте США №6229940 раскрывается применение множества ответвителей и линз для создания некогерентных пучков выходного излучения лазера, объединяемых согласно каскадному подходу. Более того, такое ограничение только одномодовым излучением не отражает широкое разнообразие вариантов применений, в которых многомодовое излучение является приемлемым, если не желанным.
Хоть в уровне техники раскрываются волоконно-оптические компоновки с выравниванием, они не соответствуют промышленным требованиям, где изменение затрат и необходимость в надежности делают такие решения из уровня техники непригодными. Так, в документе US 20040081396 раскрывается применение элемента для выравнивания волокон, предназначенного для выравнивания волокон, и расположенных в нисходящем направлении оптических элементов для коллимирования пучков.
Кроме того, хотя было описано соединение волокон с оптическими элементами, их объединяют с линзой для компенсации коллимирующих эффектов, причем оптический элемент представляет собой линзу, или совмещают группу волокон и их соответствующие пучки выходного излучения, например, как описано в патенте США №7130113.
Существует необходимость в лазерной системе со множеством пучков, выполненной с применением недорого, но надежного оптического элемента, который может выдавать некогерентные лазерные пучки в заданной конфигурации, в которой можно управлять параметрами выходного излучения.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
В настоящем изобретении предлагается волоконная лазерная система для создания независимо управляемого множества некогерентных пучков выходного излучения лазера. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения соответствующие волокна для множества пучков выходного излучения сплавляют с объемным оптическим элементом, расположенным рядом с концом волокна для обработки.
Настоящее изобретение обеспечивает объединение различных типов лазерного выходного излучения для одновременной обработки заготовки, причем его варианты охватывают характеристики пучка, включающие форму пятна, длину волны, диапазон длины волны, импульсный, непрерывный или квазинепрерывный режим, ширину импульса, пиковую мощность, среднюю мощность, частоту повторения, и параметры пучка, такие как качество пучка или М2-фактор; то есть, одномодовое выходное излучение, выходное излучение на низких модах (моды ниже 20 порядка) или многомодовое выходное излучение более высокого порядка.
В соответствии с конкретными применениями настоящее изобретение может обеспечить ряд конфигураций волокна для предоставления множества стадий обработки, осуществляемых при помощи одного кабеля для обработки, включая кроме прочего одну или несколько из следующих стадий промышленной обработки: предварительный нагрев, охлаждение путем абляции, очистка, резка, сварка, пайка, отжиг, управляемое охлаждение, шлифовка, полировка и т.д.
Для применения с одним процессом настоящее изобретение может обеспечить последовательность из волоконных зон, которые позволят увеличить скорость и/или качество выполнения указанного процесса.
В связи с увеличением стоимости, связанной с наличием дополнительных модуля и волокна, в текущие одиночные процессы добавляют чистовую обработку в целях сведения к минимуму последующей обработки. Например, стадию шлифовки или полировки добавляют после резки, чтобы исключить образование мусора и трещин.
Настоящее изобретение устраняет конкретную необходимость, появляющуюся при выполнении стадий обработки трехмерных объектов, поскольку необходимо регулировать скорость лазера и уровень мощности при прохождении неплоской поверхности, чтобы избежать недостаточного или чрезмерного воздействия выходным излучением, при этом указанная система позволит осуществлять динамическое управление выходным излучением каждого отдельного лазера по мере прохождения им таких трехмерных поверхностей.
В настоящем изобретении предлагаются способы соединения заготовок при помощи лазерной системы, характеризующейся наличием множества пучков выходного излучения волоконного лазера. В частности, предлагается способ сварки множества заготовок при помощи лазерной системы со множеством пучков выходного излучения волоконного лазера. Сначала необходимо предоставить лазерную систему, которая содержит по меньшей мере два модуля волоконной лазерной системы, выполненных с возможностью независимого управления, и обеспечить по меньшей мере два пучка выходного излучения волоконного лазера. Из этого следует, что каждый пучок выходного излучения волоконного лазера может быть образован в результате объединения пучков множества волоконных лазеров, расположенных в восходящем направлении. Каждый пучок выходного излучения волоконного лазера обеспечивает передачу количества энергии, достаточной для задания характера взаимодействия материалов, причем комбинация с каждым пучком выходного излучения лазера способствует выполнению заданного сварного шва достаточной прочности. Такое взаимодействие материалов может включать смещение материала поверхности. «Смещение материала поверхности» может включать очистку поверхности заготовки, удаление окисленного слоя естественного происхождения, удаление покрытия с поверхности заготовок или создание структур с высоким соотношением сторон. Такое смещение материала направлено на улучшение условий для создания сварного шва путем удаления загрязнений или слоев материала, которые ослабляют сварной шов, если оставить их нетронутыми. При других обстоятельствах создание поверхностей с высоким соотношением сторон упрощает поглощение пучка выходного излучения волоконного лазера, обеспечивающего сварку заготовок. Настоящее изобретение обеспечивает существенное преимущество по сравнению с известным уровнем техники, которое заключается в том, что смещение материала поверхности и соединение заготовок можно осуществить в рамках одного процесса.
Хотя предполагается, что все виды сварных швов, известных специалисту в области техники настоящего изобретения, могут подпадать под объем настоящего изобретения, в предпочтительном варианте осуществления предполагается создание роликового сварного шва между двумя заготовками.
Специалистам в области техники настоящего изобретения известно, что создание роликовых сварных швов может осуществляться при помощи присадочной проволоки, способствующей заполнению сварного шва. Настоящее изобретение предусматривает подачу присадочной проволоки на определенной скорости в сочетании с воздействием на заготовки пучками выходного излучения волоконного лазера с созданием заданного сварного шва достаточной прочности.
Специалистам в области техники настоящего изобретения известно, что создание роликовых сварных швов может осуществляться при помощи воздействия на заготовки газом. Такое воздействие может включать создание защитной атмосферы. Специалистам в области техники настоящего изобретения хорошо известны такие газы, включая аргон.
Хотя способ согласно настоящему изобретению не ограничен какими-либо конкретными материалами, пригодными для создания сварных швов, он позволяет Сваривать материалы, которые до настоящего момента считались плохо поддающимися сварке. В частности, настоящее изобретение может положительно повлиять на алюминиевые сплавы 6000, легированные стали, такие как высокопрочные стали и стали с покрытием. Благодаря применению способа согласно настоящему изобретению могут быть устранены другие трудности со сваркой, связанные с аморфными сталями, нержавеющими сталями и титаном.
Краткое описание фигур
Описанные выше и другие аспекты и признаки настоящего изобретения станут более понятными с учетом прилагаемых фигур, на которых:
на фиг. 1а показан частичный вид в разрезе лазерной системы со множеством пучков согласно настоящему изобретению, в которой объемный оптический элемент заделан в кабель для обработки;
на фиг. lb показан другой частичный вид в разрезе лазерной системы со множеством пучков согласно настоящему изобретению, в которой объемный оптический элемент заделан в кабель для обработки;
на фиг. 2 показан увеличенный частичный вид в разрезе объемного оптического элемента и волокон для доставки в системе, показанной на фиг. 1;
на фиг. 3 показан приведенный в качестве примера вид в разрезе отдельных волокон для доставки из лазерных модулей;
на фиг. 4 показан частичный вид в разрезе лазерной системы со множеством пучков согласно настоящему изобретению, в которой объемный оптический элемент заделан в корпус;
на фиг. 5 показана схема управления аналого-цифровым преобразованием, используемая в системе согласно настоящему изобретению;
на фиг. 6 показано изображение структуры пучка выходного оптического излучения, сфокусированного на заготовке, причем волокна выполнены в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, показанным на фиг. 3;
на фиг. 7 представлено сравнение образца, полученного пайкой при помощи лазерной системы с тремя лазерными пятнами согласно настоящему изобретению, и двух других образцов, полученных пайкой при помощи лазерной системы с одним лазерным пятном;
на фиг. 8 показаны два различных образца, полученных пайкой согласно настоящему изобретению;
на фиг. 9 показан роликовый сварной шов алюминиевого сплава 6000, созданный без присадочной проволоки;
на фиг. 10 показан роликовый сварной шов алюминиевого сплава 6000, созданный с применением присадочной проволоки.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
Далее будет приведено подробное описание, выполненное со ссылками на варианты осуществления настоящего изобретения. Там, где это возможно, на фигурах используются одинаковые или похожие ссылочные позиции, а в описании ссылки делаются на одинаковые или похожие элементы или стадии. Фигуры выполнены упрощенно и без соблюдения точного масштаба. Исключительно в целях удобства и ясности термины, относящиеся к направлению (вверх или вниз и т.д.) или перемещению (вперед или назад и т.д.), могут быть использованы со ссылкой на фигуры. Термин «сопрягать» и слова с аналогичным смыслом не обязательно обозначают непосредственное соединение, они также предполагают соединения через промежуточные элементы или устройства.
На фиг. 1а показан один вариант осуществления настоящего изобретения, в котором лазерная система 10 испускает три различных пучка выходного излучения через оптические волокна 29, 30 и 32 для доставки, которые соединены с объемным оптическим элементом. Предпочтительно оптические волокна 29, 30 и 32 для доставки соединены с объемным оптическим элементом 34 путем сплавления с объемным оптическим элементом 34. Предпочтительно оптические волокна для доставки и объемный оптический элемент 34 выполнены из одинаковых материалов, таких как кварц, вследствие чего они характеризуются одинаковыми показателями преломления. Более предпочтительно показатель преломления объемного оптического элемента 34 и каждого из оптических волокон для доставки составляет 1,45.
Корпус 11 лазерной системы 10 содержит лазерные модули 12, 14, 16, 18, 20, 22 и 24. Согласно настоящему изобретению лазерные модули 12, 14, 16, 18 и 20 обеспечивают одинаковое выходное излучение в оптических волокнах 13 подачи, причем их выходное излучение объединяется в устройстве 21 сведения. Данное устройство 21 сведения более подробно описано в международной заявке на патент № PCT/US 2014/018688, принадлежащей заявителю и включенной в настоящий документ посредством ссылки во всей полноте. Устройство 21 сведения содержит выходное волокно 26, находящееся в оптической связи с волоконным ответвителем 28.
В этом варианте осуществления лазерные модули 12, 14, 16, 18 и 20 обеспечивают выходное излучение с длиной волны 1070 нм, так как их активные волокна выполнены из Yb, но предполагается использование любого диапазона длин волн, так что можно использовать волокна, легированные Er, Th, Но или некоторой их комбинацией, а также волоконные лазеры, в которых выходное излучение характеризуется смещением частоты за счет нелинейных оптических кристаллов, волокон с эффектом Рамана и т.п.
Хотя свет, полученный согласно настоящему изобретению, является многомодовым, поскольку этого требует указанная область применения, также может быть обеспечен одномодовый свет, если это требуется для конкретного применения.
Кроме того, лазерные модули работают в непрерывном режиме, но вместо них могут использоваться лазеры, работающие в импульсном режиме, или лазеры, работающие в квазинепрерывном режиме.
Лазерные модули 22 и 24, обеспечивающие различное выходное излучение в непрерывном и квазинепрерывном режимах, соединены с объемным оптическим элементом 34 при помощи соответствующих оптических волокон 30 и 32 для доставки. Хотя оптические волокна 30 и 32 являются многомодовыми, настоящее изобретение предусматривает возможность присоединения к объемному оптическому элементу 34 многомодовых волокон, одномодовых волокон или их комбинации.
На фиг. lb показан другой вариант осуществления настоящего изобретения, который отличается от фиг. 1а тем, что для направления соответствующих пучков выходного излучения модулей 22 и 24 волоконной лазерной системы используются ответвители 27а и 27b, аналогично тому, как пучок выходного излучения из устройства 21 сведения направляется в ответвитель 28. Такой вариант осуществления позволяет создать лазерную систему, которую намного проще обслуживать.
На фиг. 2 показан поэлементный вид соединения оптических волокон 29, 30 и 32 для доставки с объемным оптическим элементом 34. В этом варианте осуществления объемный оптический элемент 34 и оптические волокна 29, 30 и 32 для доставки заключены в наружное покрытие 33 с образованием кабеля для обработки. Соответствующие волокна соединены с объемным оптическим элементом 34. Более предпочтительно соответствующие волокна сплавлены с объемным оптическим элементом 34 на поверхности 36.
На фиг. 3 показано поперечное сечение оптических волокон 29, 20 и 32 для доставки рядом с их участком 36 сплавки на объемном оптическом элементе 34. Как может быть понятно специалисту в области техники настоящего изобретения, три волокна расположены на расстоянии друг от друга в заданной конфигурации. В варианте осуществления настоящего изобретения расстояние D1 находится в диапазоне от 50 до 100 микрон, а расстояние D2 - от 590 до 600 микрон. Диаметр сердцевины оптических волокон 30 и 32 для доставки составляет 50 микрон, а наружный диаметр - 200 микрон. Диаметр сердцевины оптического волокна 29 для доставки составляет 600 микрон. Настоящее изобретение не ограничено этим вариантом осуществления, поскольку оно предусматривает применение многомодовых волокон для доставки, диаметр сердцевины которых находится в диапазоне от 250 до 600 микрон.
Настоящее изобретение предусматривает по меньшей мере два волокна, причем конфигурации ограничены предельными размерами объемного оптического элемента 34. Кроме того, поскольку в настоящее время оптические волокна для доставки изготавливают с различными формами, предполагается возможность использования волокон с различными формами и диаметрами.
Кроме того, настоящее изобретение предусматривает применение одномодовых волокон, а также многомодовых волокон и их комбинации, в качестве оптических волокон для доставки, присоединяемых к объемному оптическому элементу 34, характеристики которого определяются конкретным применением.
Хотя это и не показано на фиг. 3, настоящее изобретение предусматривает применение устройств выравнивания, которые гарантируют, что соединитель на конце кабеля для обработки, в который заключен объемный оптический элемент 34, выдает лазерные пучки в заданной последовательности в зависимости от их расположения на объемном оптическом элементе 34. Например, если необходимо воздействовать на заготовку выходным излучением из оптических волокон 30 и 32 для доставки перед воздействием выходным излучением из оптического волокна 29 для доставки, потребуется соответствующим образом выровнять объемный оптический элемент 34 во время его прикрепления к соединителю.
На фиг. 4 показана лазерная система 10, в которой объемный оптический элемент 34 заключен в корпусе 11, и лазерная головка 40 доставляет множество пучков выходного излучения к заготовке. На этой фигуре также показана система соединителя, содержащая соответствующие части 37 и 38 соединителя. Специалистам в области техники настоящего изобретения будет понятна и очевидна возможность применения многочисленных различных систем соединителя в волоконной оптической системе, а также ряда выравнивающих приспособлений, которые можно использовать для того, чтобы гарантировать, что ориентация объемного оптического элемента 34 будет способствовать испусканию выходного излучения из оптических волокон для доставки в заданной конфигурации в лазерную головку 40.
На фиг. 4 также показан корпус 31, в котором заключен объемный оптический элемент 34 и оптические волокна для доставки.
Предпочтительно лазерными модулями согласно настоящему изобретению можно управлять независимо друг от друга, но, тем не менее, они предпочтительно могут подчиняться единой схеме управления, позволяющей осуществлять динамическую регулировку их пучков выходного излучения. На фиг. 5 показан стандартный вариант управления, в котором лазерными модулями с независимым управлением дополнительно управляют посредством применения контроллера цифро-аналогового преобразования. Это позволяет параллельно управлять лазерными модулями с независимым управлением. Специалистам в области техники настоящего изобретения будет понятно, что ряд схем управления может использоваться в этом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 6 показано изображение структуры пучка выходного оптического излучения из волоконной системы, показанной на фиг. 3, при воздействии на заготовку. Очевидно, что пучки являются по существу некогерентными; таким образом, каждый из них по существу сохраняет свои характеристики выходного излучения и, следователь, может обеспечить осуществления стадии обработки, предусматриваемой конкретным применением.
Отдельные стадии обработки, которые можно комбинировать, могут включать предварительный нагрев, очистку, охлаждение путем абляции, резку, пайку, сварку, отжиг и шлифовку.
На фиг. 7 показаны четыре изображения пайки стали с покрытием, нанесенным погружением в расплав. На фиг. 7а показан вид в большем увеличении согласно фиг. 7d, который был получен согласно настоящему изобретению. В частности, по двум волокнам подаются пятна для очистки диаметром 100 микрон посредством лазера, работающего в непрерывном режиме, который характеризуется средней мощностью 0,85 кВт, а по третьему волокну подается основное пятно диаметром 600 микрон посредством лазера, работающего в непрерывном режиме, который характеризуется средней мощностью 3,5 кВт. Фиг. 7b и 7с были получены с применением лазерных систем с одним пятном, в которых мощность основного пятна составляла 3,5 кВт и 4,3 кВт соответственно.
На фиг. 8 показаны два изображения различных стальных образцов с цинковым покрытием, полученных пайкой при помощи трехволоконной системы согласно настоящему изобретению, причем диаметр двух пятен для очистки составлял 100 микрон, и диаметр основного пятна составлял 600 микрон. На фиг. 8а показан стальной образец с нанесенным электролитическим оцинкованным покрытием, полученный пайкой. Для создания такой пайки два лазера, работающие в непрерывном режиме на мощности 450 Вт, подавали два пятна для очистки, а лазер, работающий в непрерывном режиме на мощности 3,5 кВт, подавал основное пятно. Скорость движения робота составляла 4,5 метров в минуту, и припой CuSi3 размером 1,6 мм подавали на той же скорости.
На фиг. 9 показан роликовый сварной шов двух заготовок, содержащих различные алюминиевые сплавы с различными значениями толщины. Одна заготовка представляла собой AlMg 0,4 Si 1,2 толщиной 1,2 мм, а другая - AlMg 5,3 Мn толщиной 1,5 мм. Их сваривали с применением конфигурации из трех пятен, причем диаметр всех пятен составлял 100 микрон. Два направляющих пучка подавали при помощи лазеров, работающих в непрерывном режиме на мощности 300 Вт, а задний пучок подавали при помощи лазера, работающего в непрерывном режиме на мощности 3,6 кВт. Скорость движения робота составляла 3 метра в минуту, и защитный газообразный аргон подавали на скорости 8 литров в минуту.
На фиг. 10 показаны два изображения роликового сварного шва заготовок из алюминиевого сплава 6000, созданного с применением присадочной проволоки. Их сваривали с применением конфигурации из трех пятен, причем все пятна характеризовались диаметром 100 микрон. Два направляющих пучка подавали при помощи лазеров, работающих в непрерывном режиме на мощности 450 Вт, а задний пучок подавали при помощи лазера, работающего в непрерывном режиме на мощности 3,6 кВт. Скорость подачи присадочной проволоки составляла 3,5 метра в минуту, в то время как скорость движения робота составляла 4,4 метра в минуту, и защитный газообразный аргон подавали на скорости 10 литров в минуту.
Специалистам в области техники настоящего изобретения будет понятно или они смогут предложить в ходе стандартных опытных работ множество эквивалентов конкретным вариантам осуществления настоящего изобретения, описанным в настоящем документе. Описанные схемы можно использовать с любой системой светового излучения, но принцип описанной в настоящем документе конструкции заключается в волоконных лазерных системах с множеством пучков. Таким образом, следует понимать, что приведенные выше варианты осуществления представлены исключительно в качестве примера, и что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике отличным от описанного образом в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов. Настоящее изобретения относится к каждому отдельному признаку, системе, материалу и/или способу, описанному в настоящем документе. Кроме того, любая комбинация двух или более таких признаков, систем, материалов и/или способов, если такие признаки, системы, материалы и/или способы не противоречат друг другу, подпадает под объем настоящего изобретения.

Claims (40)

1. Волоконная лазерная система со множеством пучков выходного излучения для создания нескольких пучков выходного излучения волоконного лазера, причем система содержит:
множество модулей волоконной лазерной системы, причем модули волоконной лазерной системы создают множество отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера, причем соответствующие пучки выходного излучения различаются одной или несколькими характеристиками пучка;
множество выходных волокон, каждое из которых выполнено с возможностью доставки одного из указанных отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера; и
объемный оптический элемент, к которому присоединено каждое из указанных выходных волокон, выполненный с возможностью приема отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера от выходных волокон и вывода отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера по существу на расстоянии друг от друга.
2. Система по п. 1, в которой каждое из указанных выходных волокон сплавлено с объемным оптическим элементом.
3. Система по п. 1, дополнительно содержащая кабель для обработки.
4. Система по п. 1, дополнительно содержащая оптический компонент, расположенный в нисходящем направлении от объемного оптического элемента.
5. Система по п. 3, в которой кабель для обработки содержит выходные волокна и объемный оптический элемент.
6. Система по п. 1, в которой положение сплавленных волокон относительно объемного оптического элемента задано таким образом, чтобы отдельные пучки выходного излучения волоконного лазера взаимодействовали с заготовкой в заданной последовательности.
7. Система по п. 6, дополнительно содержащая элемент выравнивания, обеспечивающий доставку отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера к заготовке в заданной последовательности.
8. Система по п. 1, дополнительно содержащая систему управления для управления характеристиками пучка каждого из отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера.
9. Система по п. 8, в которой система управления может динамически менять одну или более характеристик пучка из одного или нескольких отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера.
10. Система по п. 1, в которой множество модулей волоконной лазерной системы объединены для создания одного из отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера.
11. Система по п. 1, в которой выходные волокна характеризуются разными внутренними и/или наружным диаметрами.
12. Система по п. 1, в которой выходные волокна являются одномодовыми.
13. Система по п. 1, в которой выходные волокна являются многомодовыми.
14. Система по п. 1, в которой выходные волокна включают многомодовые и одномодовые волокна.
15. Система по п. 1, в которой выходные волокна характеризуются разными формами.
16. Система по п. 1, в которой отличающейся характеристикой пучка является длина волны.
17. Система по п. 1, в которой отличающейся характеристикой пучка является мощность.
18. Система по п. 1, в которой отличающаяся характеристика пучка выбрана из группы, состоящей из импульсного режима, непрерывного режима или квазинепрерывного режима.
19. Система по п. 1, в которой отличающейся характеристикой пучка является параметр пучка.
20. Система по п. 1, в которой отличающейся характеристикой пучка является размер пятна.
21. Способ создания динамически изменяемого выходного излучения волоконного лазера с множеством пучков из одного кабеля для обработки, причем способ предусматривает:
предоставление нескольких модулей волоконной лазерной системы, выполненных с возможностью параллельной работы и с возможностью создания по меньшей мере двух отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера, каждый из которых создается в своем соответствующем волокне;
предоставление системы управления, выполненной с возможностью управления характеристиками по меньшей мере двух отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера;
предоставление объемного оптического элемента, к которому присоединены соответствующие волокна и на который поступают отдельные пучки выходного излучения волоконного лазера, и
предоставление оптического компонента для приема отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера, причем оптический компонент находится в оптической связи с заготовкой, выполненной с возможностью принимать отдельные пучки выходного излучения волоконного лазера, причем каждым отдельным пучком выходного излучения волоконного лазера можно управлять динамически и одновременно относительно остальных отдельных пучков выходного излучения волоконного лазера во время работы.
22. Способ по п. 21, в котором объемный оптический элемент заключен в кабель для обработки.
23. Способ по п. 21, в котором каждое из указанных выходных волокон сплавляют с объемным оптическим элементом.
24. Способ сварки множества заготовок при помощи лазерной системы, характеризующейся наличием множества пучков выходного излучения волоконного лазера, причем способ предусматривает:
предоставление лазерной системы, содержащей по меньшей мере два модуля волоконной лазерной системы, выполненных с возможностью независимого управления и создания по меньшей мере двух пучков выходного излучения волоконного лазера;
каждый пучок выходного излучения волоконного лазера обеспечивает передачу количества энергии, достаточной для задания характера взаимодействия материалов, причем комбинация с каждым пучком выходного излучения лазера способствует выполнению заданного сварного шва достаточной прочности.
25. Способ по п. 24, в котором взаимодействие материалов предусматривает смещение материала поверхности.
26. Способ по п. 24, в котором заданный сварной шов представляет собой роликовый сварной шов.
27. Способ по п. 26, в котором способ предусматривает подачу присадочной проволоки на определенной скорости с созданием заданного роликового сварного шва.
28. Способ по п. 24, дополнительно предусматривающий воздействие на заготовки газом.
29. Способ по п. 24, в котором заготовки содержат алюминиевый сплав.
30. Способ по п. 24, в котором заготовки содержат стальной сплав.
31. Способ по п. 30, в котором заготовки содержат высокопрочный стальной сплав.
RU2017104281A 2014-08-13 2015-08-13 Волоконная лазерная система со множеством пучков RU2700723C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462036740P 2014-08-13 2014-08-13
US62/036,740 2014-08-13
PCT/US2015/045037 WO2016025701A1 (en) 2014-08-13 2015-08-13 Multibeam fiber laser system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017104281A RU2017104281A (ru) 2018-09-13
RU2017104281A3 RU2017104281A3 (ru) 2019-03-06
RU2700723C2 true RU2700723C2 (ru) 2019-09-19

Family

ID=55304624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104281A RU2700723C2 (ru) 2014-08-13 2015-08-13 Волоконная лазерная система со множеством пучков

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10759000B2 (ru)
EP (1) EP3180823B1 (ru)
JP (1) JP6726170B2 (ru)
KR (1) KR102251657B1 (ru)
CN (2) CN114147346B (ru)
AU (2) AU2015301630B2 (ru)
BR (1) BR112017002707B1 (ru)
CA (1) CA2957719A1 (ru)
ES (1) ES2922401T3 (ru)
MX (1) MX2017001992A (ru)
PL (1) PL3180823T3 (ru)
RU (1) RU2700723C2 (ru)
WO (1) WO2016025701A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791162C1 (ru) * 2022-07-07 2023-03-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Система спектрального сложения излучения оптоволоконных лазеров

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2959675T3 (es) * 2015-05-26 2024-02-27 Ipg Photonics Corp Sistema laser multirrayo y metodo para soldar
WO2019130043A1 (en) * 2017-12-26 2019-07-04 Arcelormittal Method for butt laser welding two metal sheets with first and second front laser beams and a back laser beam
KR102520120B1 (ko) * 2017-01-05 2023-04-07 아이피지 포토닉스 코포레이션 추가 레이저 기계가공 시스템 및 방법
US10737303B2 (en) 2017-06-23 2020-08-11 Lockheed Martin Corporation Nutplate preparation laser system
JP6715815B2 (ja) * 2017-11-17 2020-07-01 三菱電線工業株式会社 レーザ光伝送用光ファイバ及び溶接方法
JP6767343B2 (ja) * 2017-11-17 2020-10-14 三菱電線工業株式会社 レーザ光伝送用光ファイバ及び溶接方法
FI3731991T3 (fi) * 2017-12-29 2023-05-11 Corelase Oy Laserprosessointilaite ja -menetelmä
EP3520927B1 (de) * 2018-01-31 2020-07-29 United Grinding Group Management AG 3d-drucker mit einem elektronisch ansteuerbaren umformmodul
KR102693319B1 (ko) 2018-12-03 2024-08-07 아이피지 포토닉스 코포레이션 제어 가능한 출력 빔 강도 프로파일을 갖는 초고 광섬유 레이저 시스템
CN109541749B (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 温州如剑环保科技有限公司 一种室外光缆焊接器
DE102019114819A1 (de) * 2019-06-03 2020-12-03 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum mehrfokalen Laserstrahlschweißen von beschichteten Blechen
US20210305763A1 (en) * 2020-03-24 2021-09-30 David Stucker Composite fiber laser assembly
DE102020128186A1 (de) 2020-10-27 2022-04-28 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Laserschneiden mittels eines in einer Multikernfaser geführten Laserstrahls sowie zugehöriges Computerprogrammprodukt
US20240173755A1 (en) * 2021-06-18 2024-05-30 Ipg Photonics Corporation Cleaning functionality in handheld laser system
CN113809623A (zh) * 2021-09-15 2021-12-17 山东海富光子科技股份有限公司 一种连续脉冲复合模式高功率全光纤激光器系统
KR102688890B1 (ko) * 2022-07-06 2024-07-26 케이투레이저시스템 (주) 라인빔 레이저 용접 장치 레이저 및 이의 용접 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1863635A (zh) * 2003-10-03 2006-11-15 住友电气工业株式会社 金属加热装置、金属加热方法、及光源装置
WO2007149208A2 (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Eastman Kodak Company Direct engraving of flexographic printing plates
KR20110099192A (ko) * 2003-09-12 2011-09-07 오르보테크 엘티디. 빔분리기 및 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법
WO2013019204A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Ipg Photonics Corporation Method and apparatus for processing materials with composite structure

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3621181A (en) * 1969-08-15 1971-11-16 American Optical Corp Laser pattern generator
US5048911A (en) * 1988-11-15 1991-09-17 Universiti Malaya Coupling of multiple laser beams to a single optical fiber
US6732929B2 (en) * 1990-09-10 2004-05-11 Metrologic Instruments, Inc. Led-based planar light illumination beam generation module employing a focal lens for reducing the image size of the light emmiting surface of the led prior to beam collimation and planarization
GB9027659D0 (en) * 1990-12-20 1991-02-13 Secr Defence Optical device
JPH0611622A (ja) * 1992-06-24 1994-01-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ型分波合波器
US5841797A (en) * 1994-06-28 1998-11-24 Ventrudo; Brian F. Apparatus for stabilizing multiple laser sources and their application
US5589684A (en) * 1994-06-28 1996-12-31 Sdl, Inc. Multiple diode lasers stabilized with a fiber grating
US5485481A (en) * 1994-06-28 1996-01-16 Seastar Optics Inc. Fibre-grating-stabilized diode laser
JPH09267144A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Nippon Steel Corp ハニカム構造支持部材およびその製造方法
US5761234A (en) * 1996-07-09 1998-06-02 Sdl, Inc. High power, reliable optical fiber pumping system with high redundancy for use in lightwave communication systems
US6229940B1 (en) 1998-11-30 2001-05-08 Mcdonnell Douglas Corporation Incoherent fiber optic laser system
TW504425B (en) * 2000-03-30 2002-10-01 Electro Scient Ind Inc Laser system and method for single pass micromachining of multilayer workpieces
JP2003285186A (ja) * 2002-03-26 2003-10-07 Nippon Steel Corp レーザ加工装置
JP3978066B2 (ja) * 2002-04-08 2007-09-19 新日本製鐵株式会社 レーザ加工装置
JP2004029678A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Toshiba Corp ファイバ結合方法及びレーザ装置とプロジェクションテレビ装置
CN1771456A (zh) * 2002-09-30 2006-05-10 应用材料以色列股份有限公司 用于光学检测的照射系统
US20040081396A1 (en) * 2002-10-23 2004-04-29 Hiroshi Komine Optical fiber array collimator
US7215852B2 (en) * 2003-08-15 2007-05-08 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for mode conversion
CA2569517A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-15 Trumpf Photonics Inc. Laser diode array mount and stepped mirror for shaping of a symmetric laser beam
US7130113B2 (en) 2004-12-20 2006-10-31 Northrop Grumman Corporation Passive phasing of fiber amplifiers
US7705290B2 (en) * 2005-03-01 2010-04-27 Lockheed Martin Corporation Multi-channel fiber relays for high energy laser delivery to multi-beam optical sensors
US7409128B2 (en) * 2005-06-29 2008-08-05 Lucent Technologies Inc. Pumping arrangement for fiber amplifiers with reduced reflective feedback
US7366210B2 (en) * 2005-11-18 2008-04-29 Jds Uniphase Corporation Single spatial mode output multi-mode interference laser diode with external cavity
CN100428585C (zh) * 2006-05-08 2008-10-22 中国科学院上海光学精密机械研究所 双波长脉冲光纤激光系统
WO2007148127A2 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Gsi Group Limited Fibre laser system
JP2008213004A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Tokyu Car Corp レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置
US20090029292A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Haim Chayet Engraving with amplifier having multiple exit ports
US7738751B1 (en) * 2008-05-06 2010-06-15 Hrl Laboratories, Llc All-fiber laser coupler with high stability
US20100006140A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-14 Parker James L Solar Energy System
US20100061410A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-11 Nikolai Platonov System and method for controlling nonlinearities in laser units
EP2477284B1 (en) * 2009-10-27 2019-09-18 Fujikura Ltd. Light combiner and fiber laser device using same
US8503840B2 (en) * 2010-08-23 2013-08-06 Lockheed Martin Corporation Optical-fiber array method and apparatus
US8670180B2 (en) * 2010-03-05 2014-03-11 TeraDiode, Inc. Wavelength beam combining laser with multiple outputs
US8254417B2 (en) * 2010-06-14 2012-08-28 Ipg Photonics Corporation Fiber laser system with controllably alignable optical components thereof
CN101902017A (zh) * 2010-07-28 2010-12-01 西安炬光科技有限公司 一种多发光单元半导体激光器模块及其制备方法
EP2616209B1 (en) * 2010-09-13 2021-12-22 IPG Photonics Corporation Industrial high power fiber laser system with optical monitoring assembly
DK2630528T3 (en) * 2010-10-22 2023-04-17 Ipg Photonics Corp Fiber with asymmetrical core and method for manufacturing same
GB201106623D0 (en) * 2011-04-20 2011-06-01 Rolls Royce Plc Laser beam intensity distribution
US9214368B2 (en) * 2011-07-27 2015-12-15 Ipg Photonics Corporation Laser diode array with fiber optic termination for surface treatment of materials
DE102011055203A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Vorrichtung zum Verbinden zweier Werkstückteile über eine Schweißnaht mittels Durchstrahlschweißen
JP5216151B1 (ja) * 2012-03-15 2013-06-19 株式会社フジクラ 光ファイバコンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置
DE102012209628A1 (de) * 2012-06-08 2013-12-12 Jenoptik Laser Gmbh Faserkoppler
GB2510370A (en) * 2013-01-31 2014-08-06 Gsi Group Ltd Fibre Optical Laser Combiner
US9393644B2 (en) * 2013-01-31 2016-07-19 Siemens Energy, Inc. Cladding of alloys using flux and metal powder cored feed material
CN203480085U (zh) * 2013-09-27 2014-03-12 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 一种光纤激光合束器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110099192A (ko) * 2003-09-12 2011-09-07 오르보테크 엘티디. 빔분리기 및 빔을 동적으로 분리하기 위한 방법
CN1863635A (zh) * 2003-10-03 2006-11-15 住友电气工业株式会社 金属加热装置、金属加热方法、及光源装置
WO2007149208A2 (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Eastman Kodak Company Direct engraving of flexographic printing plates
WO2013019204A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Ipg Photonics Corporation Method and apparatus for processing materials with composite structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791162C1 (ru) * 2022-07-07 2023-03-03 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Система спектрального сложения излучения оптоволоконных лазеров

Also Published As

Publication number Publication date
JP6726170B2 (ja) 2020-07-22
US10759000B2 (en) 2020-09-01
EP3180823A1 (en) 2017-06-21
EP3180823B1 (en) 2022-04-13
ES2922401T3 (es) 2022-09-14
KR102251657B1 (ko) 2021-05-12
RU2017104281A3 (ru) 2019-03-06
BR112017002707B1 (pt) 2022-08-09
EP3180823A4 (en) 2018-05-30
RU2017104281A (ru) 2018-09-13
CN106573339A (zh) 2017-04-19
PL3180823T3 (pl) 2022-08-08
AU2015301630B2 (en) 2021-02-18
KR20170041745A (ko) 2017-04-17
AU2021200488A1 (en) 2021-03-04
CN114147346A (zh) 2022-03-08
MX2017001992A (es) 2018-05-28
BR112017002707A2 (pt) 2017-12-19
WO2016025701A1 (en) 2016-02-18
JP2017529694A (ja) 2017-10-05
AU2015301630A1 (en) 2017-03-09
CN114147346B (zh) 2024-04-30
US20190118297A1 (en) 2019-04-25
CA2957719A1 (en) 2016-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2700723C2 (ru) Волоконная лазерная система со множеством пучков
TWI789466B (zh) 雷射焊接裝置及使用雷射束焊接工件的方法
CN107848069B (zh) 激光处理装置和方法
TWI740827B (zh) 雷射處理裝置及其用途、以雷射束來處理工件的方法及用於組合及對準雷射束的光學構件
US20100163537A1 (en) Apparatus and method for laser machining
JP5496370B2 (ja) 光ファイバ、及びそれを備えたレーザ加工装置
TW201617659A (zh) 光學組件及其製造與使用方法
KR102675028B1 (ko) 접근하기 어려운 공작물의 레이저 가공장치
US8138447B2 (en) Laser-arc hybrid welding head
JP6043773B2 (ja) ダイレクトダイオードレーザ光による板金の加工方法及びこれを実行するダイレクトダイオードレーザ加工装置
CN116323075A (zh) 激光焊接处理中的束整形系统
US20230023739A1 (en) Welding method and welding apparatus
US20230278139A1 (en) Welding method and laser device
EP1927425A1 (fr) Machine laser à fibres d'ytterbium et fibre de convoyage de faisceau de faible diamètre
CN118106621A (zh) 光纤输出混光式雷射系统
JP2018043257A (ja) レーザ加工装置
JP2005070664A (ja) レーザ分岐装置及びレーザ加工装置