半导体激光焊接设备的维护

1、3/22/2022半导体半导体激光焊接设备激光焊接设备的维护的维护课程名称：激光焊接工艺实践课程名称：激光焊接工艺实践承担单位：浙江工贸职业技术学院承担单位：浙江工贸职业技术学院3/22/20221.1.教学目标教学目标 以半导体激光焊接系统为例，介绍半导体激光器的日常以半导体激光焊接系统为例，介绍半导体激光器的日常使用维护项目和注意事项。使用维护项目和注意事项。3/22/2022 随着激光技术的发展随着激光技术的发展,半导体激光器半导体激光器(LD)已经成为应用最广泛的一类激光器已经成为应用最广泛的一类激光器,它具它具有体积小、质量轻、价格便宜、性能稳定而且易调制有体积小、质量轻、价格便宜、

2、性能稳定而且易调制,广泛应用于通信、制导、测广泛应用于通信、制导、测量、医疗以及信息的存取等领域。当然，在材料加工领域，如焊接、打标等方面也量、医疗以及信息的存取等领域。当然，在材料加工领域，如焊接、打标等方面也有广泛应用。图有广泛应用。图1给出的是半导体激光焊接系统。给出的是半导体激光焊接系统。2.2.半导体激光器的维护半导体激光器的维护图图1 半导体激光焊接系统半导体激光焊接系统3/22/2022 半导体激光器是成熟较早、发展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，半导体激光器是成熟较早、发展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产，并且由于体积小、重量轻、寿命长

3、，因此，制作简单、成本低、易于大量生产，并且由于体积小、重量轻、寿命长，因此，品种发展快，应用范围广。品种发展快，应用范围广。平时半导体激光器的维护主要是水流冷却的控制，根据长期使用的经验，有以下平时半导体激光器的维护主要是水流冷却的控制，根据长期使用的经验，有以下两点：两点：（1）使用良好的去离子水，而且要定期更换；）使用良好的去离子水，而且要定期更换；（2）对冷却水温温控精度最好在正负）对冷却水温温控精度最好在正负0.3以内，这样使半导体激光器的性能稳定。以内，这样使半导体激光器的性能稳定。 半导体激光器是一种敏感的电流元件，选用慢启动电路会比较好，而且必须半导体激光器是一种敏感的电流元件

4、，选用慢启动电路会比较好，而且必须工作在限制电流以内，必须有比较强的浪涌吸收电路。在正常条件下使用的半导工作在限制电流以内，必须有比较强的浪涌吸收电路。在正常条件下使用的半导体激光器有很长的工作寿命。但在不适当的工作条件下，会造成性能的急剧恶化体激光器有很长的工作寿命。但在不适当的工作条件下，会造成性能的急剧恶化乃至失效。统计表明，半导体激光器突然失效，有一半以上的几率是由于浪涌击乃至失效。统计表明，半导体激光器突然失效，有一半以上的几率是由于浪涌击穿。因而如何保护半导体激光器，延长半导体激光器的使用寿命是大功率半导体穿。因而如何保护半导体激光器，延长半导体激光器的使用寿命是大功率半导体激光器

5、驱动电源保护电路的重要问题。激光器驱动电源保护电路的重要问题。3/22/2022 浪涌是一种突发性的瞬间电脉冲，使半导体激光器瞬时承受过电压而可浪涌是一种突发性的瞬间电脉冲，使半导体激光器瞬时承受过电压而可使使PN结击穿，在瞬时过电压下的正向过电流所产生的光功率可以使解理面结击穿，在瞬时过电压下的正向过电流所产生的光功率可以使解理面损伤。即使在数纳秒的时间内超过半导体激光器最大允许电流，也会使其破损伤。即使在数纳秒的时间内超过半导体激光器最大允许电流，也会使其破坏和受损。坏和受损。 产生浪涌的原因及预防措施：半导体激光器驱动电源在没有慢启动的情产生浪涌的原因及预防措施：半导体激光器驱动电源在没

6、有慢启动的情况下接通和断开电路时，会在电路中形成一个过度过程，即在开启时，驱动况下接通和断开电路时，会在电路中形成一个过度过程，即在开启时，驱动电源出现幅度很大的过冲，随后经过过度过程才趋于稳定。这种驱动电流的电源出现幅度很大的过冲，随后经过过度过程才趋于稳定。这种驱动电流的过冲易使过冲易使PN结遭电击穿，解理面遭光损伤或破坏。即使浪涌的强度或持续结遭电击穿，解理面遭光损伤或破坏。即使浪涌的强度或持续时间不至于在第一次开启电源时使激光器产生完全的失效，但在多次浪涌的时间不至于在第一次开启电源时使激光器产生完全的失效，但在多次浪涌的冲击下也会加速半导体激光器性能的退化和最后失效。因此，半导体激光

7、器冲击下也会加速半导体激光器性能的退化和最后失效。因此，半导体激光器的驱动电源应采用慢启动措施。的驱动电源应采用慢启动措施。3/22/2022半导体激光器的管座不是通过焊接而是直接插入管座中，以便能方便更换。半导体激光器的管座不是通过焊接而是直接插入管座中，以便能方便更换。如果管座和插座的接触不良，会造成时通时断而产生接触过电压浪涌过程。如果管座和插座的接触不良，会造成时通时断而产生接触过电压浪涌过程。为此，要确保半导体激光器管座有良好且可靠的电接触。半导体激光器的为此，要确保半导体激光器管座有良好且可靠的电接触。半导体激光器的慢启动电路中与半导体激光器相关的电容的电容量过大或对电容的充电电慢

8、启动电路中与半导体激光器相关的电容的电容量过大或对电容的充电电压过高，则在关断电源时，电容放电可引起半导体激光器过电流，使其压过高，则在关断电源时，电容放电可引起半导体激光器过电流，使其PN结发生击穿，解理面受损。结发生击穿，解理面受损。3/22/2022 与半导体激光器驱动电路相关联的外电路的浪涌串入驱动电路，造成激与半导体激光器驱动电路相关联的外电路的浪涌串入驱动电路，造成激光器击穿。为此，不应将半导体激光器驱动电路关联于启动频繁的，含有光器击穿。为此，不应将半导体激光器驱动电路关联于启动频繁的，含有较大电容或电感负荷的线路上，或者应在二者之间以能抑制浪涌的噪声滤较大电容或电感负荷的线路上

9、，或者应在二者之间以能抑制浪涌的噪声滤波器进行隔离。有些用户需用对半导体激光器频繁和间或使用，同时需用波器进行隔离。有些用户需用对半导体激光器频繁和间或使用，同时需用电位器调节激光器驱动电流和输出功率，若电位器滑动触点在滑动过程中电位器调节激光器驱动电流和输出功率，若电位器滑动触点在滑动过程中出现机械或尘屑引起的接触不良，则将导致浪涌，危害激光器。因此要检出现机械或尘屑引起的接触不良，则将导致浪涌，危害激光器。因此要检查和选择好电位器，同时为防止调节过程中不慎失手，使驱动电流超过允查和选择好电位器，同时为防止调节过程中不慎失手，使驱动电流超过允许的额定电流而损坏激光器，适宜与电位器串联一个限流

10、电阻，即使调节许的额定电流而损坏激光器，适宜与电位器串联一个限流电阻，即使调节电位器过冲至最小阻值处，仍有固定电阻限定其电流在允许值范围内。电位器过冲至最小阻值处，仍有固定电阻限定其电流在允许值范围内。3/22/2022警告：本产品属于警告：本产品属于4类激光设备，直接的强激光照射可以对人体皮肤产生严类激光设备，直接的强激光照射可以对人体皮肤产生严重伤害，特别是将使眼睛致盲，操作维护人员必须具备激光安全防护的常重伤害，特别是将使眼睛致盲，操作维护人员必须具备激光安全防护的常识，工作中必须佩带针对识，工作中必须佩带针对1.064微米波长的专用激光防护眼镜。微米波长的专用激光防护眼镜。 以上就是半导体激光器日常需要注意的维护事项。以上就是半导体激光器日常需要注意的维护事项。 3/22/20223. 3. 小结小结 本次课介绍了半导体激光焊接设备中半导体激光器的日本次课介绍了半导体激光焊接