सेमीकंडक्टर लेजर के क्षेत्र में एक नई दिशा के रूप में नीले लेजर ने, निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य लेजर की तुलना में तांबा, सोना और एल्यूमीनियम जैसी रंगीन धातु सामग्री की अवशोषण दर में कई से दस गुना तक सुधार किया है। उद्योग में उच्च-गुणवत्ता वाले लेजर विनिर्माण की बढ़ती मांग के साथ, व्यापक बाजार संभावनाओं के साथ वेल्डिंग, हीट ट्रीटमेंट और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग जैसे सामग्री निर्माण क्षेत्रों में उच्च-प्रदर्शन वाले नीले प्रकाश स्रोतों को धीरे-धीरे लागू किया जा रहा है। यह लेख सामग्री प्रसंस्करण के क्षेत्र में उच्च शक्ति और उच्च चमक वाले नीले लेजर के फायदों का विश्लेषण करता है, नीले अर्धचालक लेजर के विकास के इतिहास और धातु प्रसंस्करण क्षेत्रों में उनके वर्तमान अनुप्रयोगों का सारांश देता है, और भविष्य के विकास की दिशा पर कुछ विचार सामने रखता है। उच्च शक्ति वाली नीली लेजर।
सेमीकंडक्टर लेजर एक प्रकार का इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण उपकरण है, जिसने पिछले 50 वर्षों में तेजी से विकास और फलदायी परिणाम प्राप्त किए हैं, और वैज्ञानिक अनुसंधान और इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी में इसकी व्यापक पहुंच और अनुप्रयोग है। यह प्रकाश के ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण में इलेक्ट्रॉनों के सिद्धांत के माध्यम से अर्धचालक सामग्री को लाभ माध्यम के रूप में उपयोग करता है, प्रकाश दोलन, प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए विद्युत इंजेक्शन के तहत अर्धचालक क्रिस्टल और समानांतर दर्पण से बने गुंजयमान गुहा का उपयोग करता है। और अंत में प्रकाश विकिरण प्रवर्धन का उत्पादन करें, ताकि लेजर आउटपुट प्राप्त किया जा सके।
सेमीकंडक्टर लेजर क्षेत्र में एक नई दिशा के रूप में, ब्लू लेजर ने हाल के वर्षों में तेजी से कई अनुप्रयोग विकसित किए हैं। उनमें से, निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य लेजर की तुलना में 450 एनएम शॉर्ट-वेव सेगमेंट के अनूठे फायदों के लिए धन्यवाद, अलौह सामग्री (विशेष रूप से तांबा और सोना) के लिए अवशोषण दर कई गुना से दस गुना तक बढ़ गई है। उच्च प्रदर्शन वाला नीला प्रकाश स्रोत तांबे और सोने जैसी अलौह धातु सामग्री के उच्च गुणवत्ता वाले लेजर प्रसंस्करण के लिए एक नई तकनीक प्रदान करता है, और इस तकनीक का उपयोग राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था और सैन्य रक्षा क्षेत्रों जैसे सामग्री प्रसंस्करण में व्यापक रूप से किया जा सकता है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोबाइल और नई ऊर्जा, और इसमें व्यापक बाजार संभावनाएं हैं, और लेजर क्षेत्र में अंतरराष्ट्रीय प्रतिस्पर्धा की कमांडिंग ऊंचाइयां बन गई हैं। कई घरेलू अनुसंधान इकाइयाँ और उद्यम पावर GaN आधारित ब्लू रे सेमीकंडक्टर लेजर चिप्स पर काम कर रहे हैं।
अलौह क्षेत्रों के लिए नीले लेजर की वेल्डिंग विशेषताएँ
कॉपर लेजर वेल्डिंग तकनीक वेल्डिंग क्षेत्र में नीले लेजर के फायदों का सबसे अच्छा प्रतिबिंब है। क्योंकि निकट-अवरक्त लेजर में तांबे की अवशोषण दर बहुत कम है, अवशोषण दर में काफी उतार-चढ़ाव होता है, और तांबे में अच्छी तापीय चालकता होती है, खराब वेल्ड गठन, आसान विरूपण, गर्म दरारें, छींटे, सरंध्रता और दिखाई देना आसान होता है। लेजर वेल्डिंग के दौरान अन्य वेल्डिंग दोष। लाल तांबे से नीले लेजर की उच्च अवशोषण दर का उपयोग करके लाल तांबे की लेजर वेल्डिंग तकनीक में एक सफलता हासिल की गई है। वेल्डिंग प्रक्रिया में, ऊर्जा को जल्दी से ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप तांबे की सतह पिघल जाती है और पिघले हुए पूल का निर्माण होता है, और फिर ऊष्मा को ऊष्मा चालन के माध्यम से वर्कपीस के आंतरिक भाग में स्थानांतरित किया जाता है, ताकि छींटे और सरंध्रता के बिना वेल्डिंग प्रभाव प्राप्त करें।
ब्लू लेजर वेल्डिंग प्रणाली प्रकाश स्रोत के रूप में कपलिन ब्लू लेजर का उपयोग करती है, जो कोलिमेटेड फोकसिंग वेल्डिंग हेड, फाइबर-ब्लू कम्पोजिट वेल्डिंग हेड और टेबल से सुसज्जित है, जो विभिन्न प्रकार की निरंतर और पल्स वेल्डिंग विधियों का एहसास कर सकती है। सिस्टम लैप और बट वेल्डिंग में अच्छा प्रदर्शन करता है, विशेष रूप से तांबा, सोना, स्टेनलेस स्टील और मिश्र धातुओं जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्री की वेल्डिंग के लिए।
वेल्डिंग प्रक्रिया में एक सुरक्षात्मक वातावरण के रूप में He (या Ar) गैस का उपयोग विभिन्न प्रवाह दर, वेल्डिंग गति, शक्ति और डिफोकस के तहत वेल्डिंग प्रक्रिया को सत्यापित करता है। नीला लेजर न केवल 2{2}}μm की मोटाई के साथ तांबे की पन्नी की बहु-परत वेल्डिंग कर सकता है, बल्कि तांबे के बट वेल्डिंग की 0.3 मिमी, 0.6 मिमी और अन्य विभिन्न मोटाई भी प्राप्त कर सकता है। वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, वेल्ड की सतह स्थिर होती है, कोई छींटे नहीं होते हैं, और सतह चिकनी होती है; 40X माइक्रोस्कोप के तहत, वेल्ड के अंदर कोई छिद्र नहीं पाया गया। लैमिनेटेड कॉपर और बट वेल्डिंग के अलावा, नई ऊर्जा इलेक्ट्रोड हेयरपिन, इलेक्ट्रॉनिक चिप बेरिलियम कांस्य पिन वेल्डिंग, ब्लू लेजर में उत्कृष्ट वेल्डिंग प्रदर्शन होता है। यह ध्यान में रखते हुए कि नीली रोशनी गहरी पैठ वेल्डिंग प्राप्त नहीं कर सकती है और प्रकाश स्थान बड़ा है, हम नीली रोशनी और लाल रोशनी के समग्र अनुप्रयोग का पता लगाते हैं। लाल रोशनी प्रवेश की गहराई में सुधार करने के लिए एक छोटे कोर व्यास और उच्च शक्ति प्राप्त कर सकती है, जबकि नीली रोशनी लाल रोशनी की अवशोषण दर को बढ़ाते हुए सामग्री को तेजी से पिघलाने के लिए तांबे की उच्च अवशोषण दर का उपयोग करती है। इसके अलावा, नीली रोशनी का बड़ा स्थान पिघले हुए पूल का विस्तार भी कर सकता है और पिघले हुए पूल के जमने में देरी कर सकता है, जिससे कुछ हद तक कम छींटे, कम सरंध्रता और उच्च गुणवत्ता वाली वेल्डिंग प्राप्त होती है।
स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग में ब्लू लेजर के भी कुछ फायदे हैं। स्टेनलेस स्टील में नीली रोशनी की उच्च अवशोषण दर के कारण, नीला लेजर प्रभावी ढंग से ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित कर सकता है, स्टेनलेस स्टील की सतह को जल्दी से पिघला सकता है और उच्च गुणवत्ता वाली वेल्डिंग प्राप्त कर सकता है। साथ ही, नीले लेजर में उच्च ऊर्जा घनत्व और एक छोटा गर्मी प्रभावित क्षेत्र होता है, जो वेल्डिंग क्षेत्र के थर्मल विरूपण और ऑक्सीकरण को कम करने में मदद करता है, जिससे वेल्डिंग की गुणवत्ता में सुधार होता है।
एल्यूमीनियम और तांबा-एल्यूमीनियम मिश्रित सामग्री की वेल्डिंग के लिए, नीले लेजर की भी कुछ प्रयोज्यता है। एल्यूमीनियम सामग्री में नीली रोशनी की अपेक्षाकृत कम अवशोषण दर होती है, लेकिन सही शक्ति घनत्व और स्पॉट आकार के साथ, नीला लेजर एल्यूमीनियम सामग्री की प्रभावी वेल्डिंग भी प्राप्त कर सकता है। इसके अलावा, एल्यूमीनियम सामग्री के कम नीले प्रकाश अवशोषण की सीमा को दूर करने के लिए एल्यूमीनियम सामग्री पर वेल्डिंग प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए नीली रोशनी और लाल बत्ती लेजर के संयोजन को एक समग्र अनुप्रयोग के रूप में माना जा सकता है [3]। सामग्री विशेषताओं और लेजर विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, एल्यूमीनियम वेल्डिंग के लिए उपयुक्त एक नीली लेजर योजना को विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।
इसके अलावा, अवरक्त लेजर वेल्डिंग के उच्च तापमान के कारण, नीली रोशनी तांबे-एल्यूमीनियम मिश्रित वेल्डिंग के लिए एक नई संभावना भी प्रदान करती है, जिसके परिणामस्वरूप तांबे-एल्यूमीनियम मिश्रित, नीली रोशनी और लाल रोशनी के मिश्रित अनुप्रयोग के दौरान बड़ी संख्या में भंगुर इंटरमेटेलिक यौगिक होते हैं। वेल्डिंग की गुणवत्ता और दक्षता में सुधार के लिए लेजर तांबे-एल्यूमीनियम मिश्रित सामग्रियों की वेल्डिंग में भी भूमिका निभा सकता है।
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