Prefazione
Cù l'appiecazione crescente di laser di fibra, l'affidabilità di i laser di fibra hà attiratu più è più attenzione, cumpresa l'affidabilità di u rendiment di l'output laser, l'affidabilità di i cumpunenti elettroni, l'affidabilità di i dispositi ottici, l'affidabilità di i sistemi, etc.A maiò parte di questi sò strettamente ligati à e proprietà termali di u laser stessu.Inoltre, a temperatura hà una grande influenza nantu à u rendiment di u laser, in particulare a putenza di output è a stabilità di output di u laser.
U calore di u laser di fibra vene principarmenti da a fonte di pompa è a cavità di guadagnà.Per a fonte di pompa, a so efficienza di cunversione hè di circa 50%, chì significa ancu chì una energia equivalente à a putenza ottica di output hè generata in forma di calore.Se u calore ùn pò esse dissipatu in u tempu, a temperatura di u chip internu s'elevarà rapidamente, è a lunghezza d'onda di u centru di u laser scenderà mentre a temperatura aumenta.Per a cavità di guadagnà, dopu chì a luce di a pompa entra in a fibra di guadagnu attiva, solu una parte di questu hè cunvertita in output laser, è u restu di l'energia hè cunvertitu in energia di calore.L'energia termale aumenterà a temperatura di u mediu di guadagnu, risultatu in l'allargamentu di u spettru di fluoriscenza è una curta vita di emissione spontanea, riducendu cusì l'efficienza di cunversione d'energia.Dunque, a gestione termale hà un significatu micca insignificante per i laser di fibra.Attualmente, i tecnulugii di gestione termale cumunimenti usati sò principarmenti rinfriscati à l'aria è à l'acqua.À mezu à elli, a tecnulugia di dissipazione di calore aria-cooled hè principarmenti usatu in lasers pulsati di bassa putenza è laser cuntinuu di bassa putenza.A maiò parte di i laser di fibra di media è alta putenza utilizanu dissipazione di calore rinfriscata à l'acqua cum'è dissipazione di calore principale.
Dui manere di dissiparà u calore
1. Raffreddamentu d'acqua
Cum'è u nome implica, u rinfrescante di l'acqua hè l'usu di l'acqua per caccià u calore attraversu un scambiatore di calore (cum'è una piastra di rinfrescante d'acqua).U so principiu di travagliu hè ancu assai simplice, vale à dì, l'acqua fridda in u chiller scorri in u scambiatore di calore à traversu a pipa d'acqua, è poi esce da un altru portu di u scambiatore di calore, è poi torna à u chiller à traversu a pipa d'acqua. .U calore hè purtatu da l'internu di u laser.
U metudu di dissipazione di u calore rinfriscatu à l'acqua hà una struttura simplice è hè faciule di mantene;a capacità di dissipazione di u calore hè forte è l'uniformità di a temperatura hè bona.U rendiment di rinfrescante di u laser pò esse migliuratu cù un chiller cù una capacità di rinfrescante più grande.Attualmente, ci sò più di 500 fabricatori chì integranu è vendenu macchine di saldatura laser portatili nantu à u mercatu, è generalmente utilizanu rinfrescante d'acqua.Tuttavia, in più di u laser stessu, a saldatura laser manuale cù rinfrescante d'acqua necessita ancu di chillers supplementari è acqua, chì si traduce in un incrementu sustanziale in u voluminu generale è u pesu di l'equipaggiu, è l'ambienti di usu limitati.
2. Raffreddamentu d'aria
In un sensu largu, a dissipazione di calore rinfriscata à l'aria si riferisce à l'usu di ventilatori per rinfurzà a cunvezione di l'aria è u scambiu di calore cumpletu in a macchina.Cù u migliuramentu di a tecnulugia, i principali pruduttori di laser anu cuminciatu à mette u pede in u campu di u rinfrescante di l'aria è a dissipazione di u calore.In u ghjugnu di l'annu passatu, u giant glubale di fibra laser I cumpagnia hà lanciatu u pruduttu di saldatura di laser in manu LightWELD 1500W di aria;in Aostu, GW hà lanciatu a macchina di saldatura laser intelligente A1500W raffreddata à l'aria in Cina;in uttrovi, a cumpagnia Reci isciutu dinù u FCA1500 aria-cooled laser welding machine.laser.
▲ Saldatrice laser raffreddata ad aria: reci 、 IPG 、 GW
(A stampa vene da Internet, se ci hè una violazione, cuntattateci per sguassà)
Questi trè laser sò principalmente destinati à u segmentu di u mercatu di a saldatura laser manuale.I laser raffreddati à l'aria ponu fà u travagliu più flexible è portable.Tutti i trè laser utilizanu dissipazione di calore rinfriscata à l'aria senza equipaggiu supplementu di rinfrescante d'acqua, chì riduce i costi.À u listessu tempu, a dimensione è u pesu di l'equipaggiu sò assai ridotti.Ancu s'ellu si chjamanu tramindui lasers raffreddati à l'aria, i schemi di dissipazione di u calore rinfriscati à l'aria utilizati sò diffirenti, cumpresu u fan cooling, u radiatore di u radiatore di pipa di calore, è u rinfrescante di u compressore.(1) Dissipazione di u calore di u fan In u laser, u calore generatu in a surgente di a pompa è a cavità di guadagnà hè dissipatu cù un sustrato cù una bona conductività termale (cum'è u ramu, nitruru d'aluminiu, etc.), è dopu u calore hè dissipatu da convection.Stu metudu hè chjamatu cooling cunvection.U trasferimentu di u calore cunvectivu pò esse divisu in a cunvezione naturale è a dissipazione di u calore per cunvezione forzata secondu a forza motrice di u flussu di fluidu.In l'absenza di forza esterna, solu a diferenza di temperatura di u fluidu pò fà chì u fluidu scorri spontaneamente per cunduce u trasferimentu di calore, chì chjamemu cunvezione naturali;quandu ci hè una forza motrice esterna, vale à dì, u fluidu hè guidatu da fan, fans è altri cumpunenti.flussu, cacciendu cusì u calore, chjamemu cunvezione forzata.A causa di a dissipazione di u calore estremamente lenta è u poviru effettu di a cunvezione naturali, ùn pò micca cumplettamente risponde à i requisiti di dissipazione di calore di i laser.Per quessa, hè necessariu aghjunghje un fan à tuttu u sistema di rinfrescante per accelerà u flussu di l'aria è trasfurmà a convection naturali in cunvezione forzata.
▲ Principiu di raffreddamentu di u fan
(2) Radiatore di pipa di calore per dissiparà u calore
A dissipazione di u calore di u radiatore di pipa di calore significa chì u pipa di calore si basa nantu à u cambiamentu di fase di u liquidu di travagliu in sè stessu per ottene u trasferimentu di calore.Stu liquidu hà un puntu di ebollizione bassu è hè faciule di volatilizà.Una estremità di u pipa di calore hè l'estremità di l'evaporazione, chì hè cunnessu à u dissipatore di calore in u laser;l'altru finale hè l'estremità di condensazione, chì hè cunnessu à u dissipatore di calore esternu è u fan.U muru di u tubu hà una mecca chì assorbe u liquidu, chì hè cumpostu di materiali porosi capillari.Quandu u laser hè riscaldatu, l'estremità di evaporazione hè riscaldata, u liquidu di travagliu evapora rapidamente, u vapore scorri à a fine di condensazione sottu a diffarenza di pressione, è u calore hè liberatu, chì hè scaricatu à traversu u fan;à u listessu tempu, u vapore si cundensa in u liquidu di novu, è u liquidu torna à a seccione di evaporazione attraversu u wick.(S'ellu hè un pipa di calore di gravità, ùn ci hè micca wick, è u liquidu aderisce à u muru di u tubu è torna à a seccione di evaporazione di u fondu per gravità).Stu ciculu ùn si ferma, è u calore hè trasferitu da l'internu di u laser à l'esternu.
▲ Principiu di dissipazione di calore di u radiatore di tubi di calore
U sistema di saldatura laser manuale LightWELD 1500 di IPG usa una soluzione di raffreddamentu di radiatore di tubi di calore.U disignu è a fabricazione di LightWELD hè carattarizatu da una piccula dimensione è un pesu ligeru, chì porta una nova generazione di cambiamenti in l'attuale saldatrice laser manuale.In più di a saldatura, rializeghja ancu e funzioni di saldatura laser manuale è pulizia.A saldatura laser manuale LightWELD adotta un metudu di raffreddamentu à l'aria, senza u cunsumu di energia necessaria da l'equipaggiu di refrigeratore supplementu, eliminendu a tubazione di u refrigeratore, i cumpunenti, i ligami di cuntrollu è di mantenimentu, riducendu i costi mentre aumentanu a portabilità è migliurà l'affidabilità generale di u sistema.
▲ Sistema di Saldatura Laser Handheld LightWELD 1500
(A stampa vene da Internet, se ci hè una violazione, cuntattateci per sguassà)
(3) Raffreddamentu è raffreddamentu di u compressore
Principiu di refrigerazione è di dissipazione di u calore di u compressore: u compressore cumpressa u refrigerant, trasforma u refrigerant in una temperatura alta è gas d'alta pressione, è scorri à u condensatore esternu.L'alta temperatura è u gasu d'alta pressione hè condensatu in un liquidu di bassa temperatura è di pressione alta, è u calore generatu da a liquefaction hè scaricatu da a macchina cù u fan.U refrigerant liquidu di bassa temperatura è di pressione alta hè depressurized through the valve di espansione è diventa un statu di bassa temperatura, bassa pressione, faciule da evaporà, è scorri à l'evaporatore internu.L'evaporatore assorbe u calore per riduce a temperatura interna di u laser per ottene l'effettu di rinfrescante, è dopu u refrigerant vaporizes in una temperatura alta è bassa pressione di gas.U refrigerante di gasu evaporatu da l'evaporatore hè cumpressu da u compressore di novu è circula avanti è avanti, chì rializeghja a dissipazione di u calore in a macchina.
▲ Principiu di refrigerazione è dissipazione di u calore di u compressore
A saldatrice manuale intelligente A1500W raffreddata à l'aria lanciata da GW Laser usa u schema di raffreddamentu è dissipazione di calore di u compressore.GW Laser si concentra nantu à l'esplorazione è l'innuvazione cuntinua di a tecnulugia 976nm
Cumminatu cù l'alta efficienza di cunversione fotoelettrica di 976nm, hà risoltu creativamente u prublema di a capacità di rinfrescamentu di l'aria, è hà lanciatu a prima tecnulugia di 976nm raffreddata à l'aria in l'industria, chì risolve i prublemi di cunsumu di energia è portabilità, è una volta hà guidatu u direzzione di sviluppu tecnologicu di laser fibre.Stu mudellu hà realizatu a funzione tri-in-una di saldatura, taglio è pulizia.
▲ Saldatrice manuale intelligente GW Laser A1500W raffreddata ad aria
Comparazione di parechji metudi di rinfrescamentu
A struttura di u fan cooling hè relativamente simplice.Simply spreads the heat in the heat sink to the heat sink, è poi usa a diffarenza di temperatura trà u dissipatore di calore è l'aria ambientale per dissiparà u calore attraversu a cunvezione forzata di u fan.Quandu a temperatura ambientale hè troppu alta in l'estiu, a diffarenza di temperatura trà u dissipatore di calore è l'aria hè troppu chjuca, è a capacità di dissipazione di u calore serà assai ridutta.Puderà solu dissipate passivamente u calore, hè assai affettatu da l'ambiente, è ùn pò micca cuntrullà accuratamente a temperatura.U vantaghju hè chì l'equipaggiu generale è u sistema di cuntrollu sò simplici.
In cunfrontu cù u metudu simplice di raffreddamentu di u fan, u radiatore di pipa di calore hà più tubi di calore, cusì a so struttura hè relativamente cumplicata.Si basa nantu à l'evaporazione è a condensazione di u materiale di travagliu per trasfiriri rapidamente u calore da u dissipatore di calore à u dissipatore di calore è poi dissipate u calore in l'aria attraversu u fan.Hè ancu appartene à a dissipazione di u calore passiu, chì ùn pò micca cuntrullà accuratamente a temperatura è hè assai disturbatu da a temperatura circundante.
U schema di raffreddamentu è di dissipazione di u calore di u compressore appartene à a dissipazione di u calore attivu.A causa di l'esistenza di u compressore è di a valvula di espansione, a temperatura pò esse cuntrullata precisamente per aghjustà u flussu è a pressione di u refrigerante.À u listessu tempu, a temperatura di u refrigerante in u condensatore hè più altu ch'è quellu di u dissipatore di calore, chì hè favurèvule à a generazione rapida di calore.trasmessa à l'aria.U so sistema di cuntrollu hè più cumplicatu;à u stessu tempu, perchè a so struttura hè assai più cumplicata di i dui schemi sopra, u voluminu è u pesu di l'equipaggiu sò ancu aumentati in cunseguenza.
A maiò parte di i laser di fibra tradiziunali utilizanu u rinfrescante d'acqua per dissiparà u calore.Prima, l'acqua hè rinfriscata da a refrigerazione di u compressore, è dopu u laser hè rinfriscatu da l'acqua.U schema di dissipazione di calore aria-cooled di Guanghui Laser usa direttamente u compressore cooling per rinfriscà u laser, abbandunendu l'esistenza di l'acqua è eliminendu u ligame di trasferimentu di calore intermediu, cusì l'efficienza di dissipazione di calore hè più altu, è u voluminu è u pesu pò esse fattu più chjucu.
In u labburatoriu, usemu una casella di prova di temperatura è umidità constante per stabilisce 35 ° C per simulà l'ambienti di usu d'alta temperatura in l'estiu, è pruvà u cambiamentu di temperatura di a fibra di guadagnu internu di u laser cù diversi schemi di raffreddamentu d'aria sottu a cundizione. di piena putenza 1500W..Da i dati spirimintali, pò esse chjaramente vistu chì a temperatura di a fibra aumenta in modu esponenziale in i primi minuti è stabilizza intornu à 10 minuti.A causa di l'effettu di rinfrescante di u compressore, u laser pò esse attivamente rinfriscatu, cusì a temperatura pò esse cuntrullata sottu à 60 °C, è u cambiamentu di temperatura hè relativamente stabile;mentri l 'àutri dui pò s'appoghjanu solu nantu à dissipation calori passiva, cusì a temperatura interna hè ligeramente più altu ch'è quellu di u schema di raffreddamentu di u compressore;, A causa di l'alta efficienza di trasferimentu di calore di u pipa di calore, u calore pò esse esportatu bè da l'internu di u laser, cusì a so temperatura interna hè più bassu di quella di un fan puri, è l'aumentu di a temperatura hè più dolce.
▲ A temperatura cambia cù u tempu quandu u laser produce un laser 1.5kW cù diversi schemi di raffreddamentu d'aria
(dati di laboratoriu, pò esse deviazioni da l'usu di u campu reale)
Epilogu
In u campu di i laser di fibra, GW Laser hà sempre destinatu à u giant laser globale IPG.Hè u vantaghju di a marca unica di Guanghui per creà prudutti cù qualità militare.Parechji anni fà, GW Laser hà cuminciatu à urganizà e forze di ricerca scientifica per fà una esplorazione cuntinua in u raffreddamentu di l'aria è a dissipazione di u calore.In u futuru, continueremu à migliurà stu aspettu, migliurà continuamente a stabilità di i prudutti, realizà l'aghjurnamentu iterativu di i prudutti è i tecnulugichi, è risponde à i bisogni di più industrie.bisogni di trasfurmazioni
Tempu di Postu: Mar-10-2022