Aplicații de foraj aerospațiale - lasere din fibre
Avantajele laserelor cu fibre sunt evidente în comparație cu laserele cu impulsuri Nd: YAG. În primul rând, sursa de pompă a laserului cu fibră este o diodă în locul unei lămpi cu bliț, astfel încât poate forma o undă pătrată perfectă. În al doilea rând, laserul Nd: YAG pompat cu bliț este mai lent și mai lent, astfel încât întotdeauna o parte a energiei laser este mai mică decât pragul de evaporare al zonei țintă. Această parte a energiei va topi materialul, determinând acoperirea cu barieră termică să se desprindă. Pentru a îndeplini specificațiile stratului de reformare, perioada de impulsuri trebuie să fie mai mică de 1ms. În acest moment, laserele cu fibre au un avantaj absolut, deoarece generează forme de undă pătrate, astfel încât utilizarea impulsurilor de 10 ms poate îndeplini specificațiile dispozitivelor aerospațiale pentru rectificare și cracare.
Utilizăm camera de combustie pentru a ilustra. Atunci când se utilizează forajul pulsatoriu, camera de ardere se va roti de mai multe ori în paralel în timpul procesului de găurire. În acest caz, sunt necesare 5 impulsuri pentru găurire și 2 găuri pentru a forma găurile în formă de ventilator. De obicei, rata maximă de repetare a acestui laser este de 10 impulsuri / secundă. Laserul cu fibre poate forma o gaură în formă de ventilator cu un impuls lung. Dacă se utilizează aceeași perioadă de impuls și energie pulsată ca și cu laserul Nd: YAG, viteza poate fi de până la 10 ori. Aceeași calitate a găurilor poate fi realizată fie cu una sau două impulsuri lungi sau cu impulsuri multiple. În plus, laserul cu fibre poate ajusta perioada de impuls după găurire și găurire, în loc să utilizeze mai multe impulsuri tot timpul, ceea ce ajută la evitarea deteriorării corpului.
Fișierele laser sunt caracterizate printr-o ieșire în modul plat, în timp ce laserele Nd: YAG sunt aproximativ Gaussian. Prin urmare, datorită modului plat, toate acestea depășesc pragul de evaporare, în timp ce acesta din urmă are o parte semnificativă sub prag. Studiile au arătat că laserele cu fibre necesită mai puțină energie pentru a obține același efect de forare în aceleași condiții. Motivul este valul pătrat + modul top plat. De asemenea, datorită acestei caracteristici, laserele cu fibre sunt mai eficiente în găurire și au o deteriorare termică mai mică. Reducerea defecțiunilor termice va duce la îmbunătățirea peelingului și reformării acoperirii.
Unul dintre motivele pentru care laserul Nd: YAG a primit o atenție sporită este proprietatea de divergență unică a fasciculului, a cărei dimensiune a locului se poate schimba cu puterea în creștere sau descrescătoare, iar diafragma dorită poate fi obținută prin reorientare. Unele lasere Nd: YAG integrează un telescop intern de focalizare pentru a schimba unghiul de divergență al fasciculului, însă această ajustare necesită un nivel ridicat de profesionalism, consumatoare de timp și parametri corecți, astfel încât mulți oameni nu sunt optimiști. Aceasta metoda. În acest moment, laserul cu fibre este exact opusul, pentru că forma sa de focalizare este perfect rotundă, astfel încât nu există schimbări atunci când puterea este ridicată sau coborâtă și dacă un telescop scalabil este plasat în sistem, modificați direct dimensiunea focalizat în timpul forajului de zbor. Intervalul este de obicei 3-1.
Lăzile cu fibră optică sunt mult mai flexibile decât laserele Nd: YAG, în special datorită faptului că diodele de reacție de mare capacitate pot schimba perioada de impuls și puterea în timpul forajului de zbor, permițând operatorilor să creeze diferite dimensiuni de putere și perioade de impulsuri. Secvența impulsurilor necesare. De exemplu, utilizați puteri mici, impulsuri scurte și apoi creșteți puterea și impulsul în funcție de secvență, în funcție de cerințele specifice de foraj. Deoarece laserul cu fibre poate ajusta dimensiunea spotului și perioada de impulsuri (la fel de scăzute ca 10 μs), oferind în același timp puterea maximă de vârf la kilowați, este suficientă doar o singură mașină.
Atunci când se utilizează tehnologia de găurire a găurilor, laserul cu fibre poate fi prelucrat de până la 10 ori mai rapid decât laserul pulsator Nd: YAG cu pompă cu pompă. Nu numai acest lucru, dar și în cazul perforării prin zbor, laserele din fibre pot fi de asemenea convertite la o putere continuă de până la 2 kW pentru tăierea de mare viteză. Aceste date pot fi îmbunătățite în continuare pentru anumite modele de camere de ardere. În concluzie, laserele din fibre pulsate sunt ideale pentru tăierea plăcilor mai groase și a aplicațiilor de foraj cu viteză mare.
