CO2激光器與光纖激光器比較

1、光纖激光器與CO2激光器使用比較一、光纖激光器和CO2激光器在使用過程中穩(wěn)定性的比較在激光焊接設(shè)備日常使用過程中，由于光纖激光器靠整根光纖來傳導(dǎo)激光，而C02激光器需要靠外光路系統(tǒng)來傳導(dǎo)激光，因此，在每次設(shè)備開始使用前，CO2激光器都要進(jìn)行光路調(diào)整，而光纖激光器不需要調(diào)整。與光纖激光器的光纖相比，CO2激光器的外光路系統(tǒng)在使用過程中較容易受到外界振動(dòng)和沖擊的影響。因此，與光纖激光器的光纖相比,C02激光器的外光路系統(tǒng)在使用過程中的穩(wěn)定性較差。二、相同功率的光纖激光器和CO2激光器的能耗比較圖1所示為4000W的光纖激光器、CO2激光器、DISC激光器、YAG激光器每小時(shí)運(yùn)行成本的比較。比較內(nèi)容

2、為激光切割（或焊接）時(shí)所用的氣體和激光氣體、廠房成本維護(hù)和保養(yǎng)、電能消耗、零部件更換、激光器成本等在8年的使用成本平均到每小時(shí)的成本消耗。由圖1易知，在輸出4000W的激光時(shí)，光纖激光器的一小時(shí)的總體消耗為12.5美元，而CO2激光器的一小時(shí)的總體消耗為25美元，約為光纖激光器消耗的兩倍。5C5050斗樂40ini(SlllOUrLanri$inarnne|Fl日ER002DISCYAG町A口睛EUDHGELASERGftSFLOORSPACEinMAnTENMkNCECELECIRGREPLiMuERtMTPARTS口DEPRINTEREST圖1功率4000W不同類型激光器耗能比較圖2不同材

3、料對(duì)不同波長(zhǎng)吸收率的比較三、材料對(duì)不同波長(zhǎng)激光吸收率的比較圖2所示為塑料、金屬、陶瓷和玻璃對(duì)不同波長(zhǎng)激光的吸收率的比較。由于光纖激光器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)為1.06pm,而CO2激光器產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)為10.6pm。由圖2易知，金屬對(duì)光纖激光器產(chǎn)生的激光的吸收率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于對(duì)CO2激光器產(chǎn)生的激光的吸收率。除了材料對(duì)光纖激光器產(chǎn)生的激光的吸收率更高外，而且光纖激光器產(chǎn)生的激光的光束質(zhì)量要優(yōu)于CO2激光器產(chǎn)生的激光。2000W的光纖激光器產(chǎn)生的激光的光束質(zhì)量為：2mmmrad,2000W的CO2激光器產(chǎn)生的激光的光束質(zhì)量為3.5mmmrad,4000的CO2激光器產(chǎn)生的激光的光束質(zhì)量為4.5mmmrad。

4、由于金屬材料對(duì)光纖激光的吸收要優(yōu)于對(duì)CO2激光的吸收，而且2000W的光纖激光的光束質(zhì)量要優(yōu)于4000W的CO2激光的光束質(zhì)量。因此，使用2000W的光纖激光器通過分時(shí)光閘的方式，可以達(dá)到4000W的C02激光器通過分功率方式達(dá)到一樣的焊接效果，甚至要更好。四、光纖激光器和CO2激光器使用消耗比較表1所示為光纖激光器和CO2激光器使用消耗的比較。比較內(nèi)容包括激光波長(zhǎng)、光電轉(zhuǎn)換效率、滿載時(shí)功率消耗、激光氣體、保護(hù)氣體、以及冷水機(jī)組功率消耗和外光路的維護(hù)成本等。表1光纖激光器和CO2激光器使用消耗的比較光纖激光器CO2激光器功率及廠家2000WIPG3000WIPG3000WRofin3000WP

5、RC激光光波長(zhǎng)1070nm1070nm10600nm10600nm光電轉(zhuǎn)化效率25%30%25%30%8%12%8%9%滿載時(shí)功率消耗7kW11kW39kW33kW對(duì)環(huán)境的要求光路簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境的要求不高，對(duì)灰塵、震蕩、沖擊、濕度、溫度具有較高容忍度對(duì)外部環(huán)境有要求，盡量少塵，設(shè)備要跟附近的震源隔開，保證激光器干燥和恒溫激光氣體無無Rofin專用氣體，每年大約21900元咼純N2咼純He（1500元一瓶）CO2混合氣體每年大約8萬元激光器內(nèi)部鏡頭保護(hù)氣體無無要求高純n2壓強(qiáng)0.5MPa要求高純n2壓強(qiáng)0.5MPa所需水冷機(jī)組容量6kW9kW30kW28.1kW所需水冷機(jī)組功率1.5kW2kW7.

6、5kW7kW外光路的清理維護(hù)無無不定期維護(hù)維修（2000小時(shí)）不定期維護(hù)維修（2000小時(shí)）占地面積（平方米）11610金屬吸收率35%35%12%12%壽命10萬小時(shí)10萬小時(shí)2000小時(shí)（維護(hù)）2000小時(shí)（維護(hù)）光束質(zhì)量2mmmrad2mmmrad0.15mrad0.2mrad加工便捷性柔性好，適應(yīng)性強(qiáng)柔性好，適應(yīng)性強(qiáng)不方便移動(dòng)不方便移動(dòng)激光器價(jià)格（萬）198238130110從表中可知，光纖激光器光束質(zhì)量最好，短波長(zhǎng)、可聚焦光斑最小，可獲得功率密度最高，最有利于保障厚板鋁合金激光切割的質(zhì)量、穩(wěn)定性和效率；其次，光電轉(zhuǎn)換效率高，維護(hù)方便、使用成本低；光纖傳輸，適合柔性化生產(chǎn)，可多光路傳輸

7、，便于激光加工任務(wù)的切換。同時(shí)，國(guó)內(nèi)其他單位和廠家的應(yīng)用研究較多，已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，保修時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域廣，售后有保障。CO2激光器雖然價(jià)格較低，但其能耗高，耗材消耗量大；光束質(zhì)量比固體激光器差；存在運(yùn)動(dòng)部件，使用壽命短，維護(hù)困難，且無法進(jìn)行光纖傳輸。當(dāng)激光器滿載工作時(shí)，與3000W的CO2激光器相比，2000W的光纖激光器每小時(shí)可以節(jié)約32度電，水冷機(jī)組每小時(shí)可以節(jié)約6度電。每天以16小時(shí)工作計(jì)算，一個(gè)月可以節(jié)省18240度電，一年可以節(jié)省218880度電。每度電以1元計(jì)算，每年可節(jié)省21.88萬元。加上其他的消耗以及C02的設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等，與3000W的C02激光器相比，2000W的光纖激光器每年可節(jié)省開支近30萬元。另外折舊費(fèi)用的比較2000W光纖激光器光