4-kW fiber laser for metal cutting and welding

Kliner, Dahv A. V.; Chong, Kwang; Franke, J.; Gordon, Thomas E.; Gregg, Jeff; Gries, Wolfgang; Hu, Helen H.; Ishiguro, Hiroaki; Issier, Vincent; Kharlamov, B. M.; Kliner, A.; Kobayashi, Masanao; Liao, Kai-Hsiu; Lugo, Juan; Luu, Johnny; Meng, David; Morehead, James J.; Muendel, Martin H.; Myers, Lawrence E.; Nguyen, Kelvin; Sako, Hiroshi; Schneider, Kyle; Segall, Jeff; Shigeoka, Katherine; Srinivasan, Raman; Tucker, James D.; Woll, D.; Woods, David L.; Yu, Hongbo; Zhang, Wenjun

doi:10.1117/12.877691

Cited by 14 publications

(6 citation statements)

References 2 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…However, at higher levels of heat supply, the higher temperature gradient may result in more molten material [26] and, as a result, the removal of the molten material from the cutting zone, thereby affecting the surface quality. Increasing cutting speed resulted in lower values of SR, which can mainly be attributed to the shorter exposure periods of the laser beam on the specimen [10,42]. An increase in SR was observed with increasing values of gas pressure.…”

Section: Analysis Of Surface Roughnessmentioning

confidence: 91%

See 1 more Smart Citation

Experimental Investigations and Pareto Optimization of Fiber Laser Cutting Process of Ti6Al4V

Vora

Chaudhari

Patel

et al. 2021

Metals

View full text Add to dashboard Cite

In the current study, laser cutting of Ti6Al4V was accomplished using Taguchi’s L9 orthogonal array (OA). Laser power, cutting speed, and gas pressure were selected as input process parameters, whereas surface roughness (SR), kerf width, dross height, and material removal rate (MRR) were considered as output variables. The effects of input variables were analyzed through the analysis of variance (ANOVA), main effect plots, residual plots, and contour plots. A heat transfer search algorithm was used to optimize the parameters for the single objective function including higher MRR, minimum SR, minimum dross, and minimum kerf. A multi-objective heat transfer search algorithm was used to create non-dominant optimal Pareto points, giving unique optimal solutions with the corresponding input parameters. For better understanding and ease of selection of input parameters in industry and by scientists, a Pareto graph (2D and 3D graph) is generated from the Pareto points.

show abstract

Section: Analysis Of Surface Roughnessmentioning

confidence: 91%

“…An increase in SR was observed with increasing values of gas pressure. Increasing gas pressure generated more peaks and valleys in the cutting region, which in turn led to increased values of SR [42].…”

Section: Analysis Of Surface Roughnessmentioning

confidence: 99%

Experimental Investigations and Pareto Optimization of Fiber Laser Cutting Process of Ti6Al4V

Vora

Chaudhari

Patel

et al. 2021

Metals

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В настоящее время в лазерных технологических установках широко используются непрерывные иттербиевые волоконные лазеры с мощностью излучения от единиц до нескольких десятков киловатт [1][2][3][4][5].…”

Section: ключевые слова: силовая оптика лазерная оптика высокочистоunclassified

Heating of optical elements made of high-purity quartz glasses by radiation from powerful fiber laser

Nosov¹,

Shirankov²,

Tretyakov³

et al. 2016

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

Приведены результаты экспериментальных исследований нагрева непрерыв-ным излучением мощного волоконного лазера оптических элементов, изготов-ленных из отечественного высокочистого кварцевого стекла марки КС-4В. Оп-ределена максимальная температура оптических элементов при различных зна-чениях плотности мощности излучения. Проанализирована возможность ис-пользования результатов исследований кварцевого стекла КС-4В для силовой оптики из других марок кварцевых стекол российского и зарубежного производ-ства (КУ-1, Suprasil 300 и SK-1300). Ключевые слова: силовая оптика, лазерная оптика, высокочистое кварцевое стекло, мощный волоконный лазер, лазерная головка, лазерные технологии, термоаберрации оптической системыЛазеры ближнего ИК-диапазона широко применяются в различных технологических процессах обработки материалов, поскольку излучение на длине волны около 1 мкм интен-сивно поглощается металлами. В настоящее время в лазерных технологических установках широко используются непрерывные иттербиевые волоконные лазеры с мощностью излучения от единиц до нескольких десятков киловатт [1][2][3][4][5].На качество обработки материала влияют характеристики узлов лазерной технологиче-ской установки. Одним из таких ключевых узлов является лазерная головка, а точнее -ее оптическая система, формирующая пучок излучения мощного лазера. К разработке и изго-товлению элементов силовой оптики предъявляются особые технические требования.Элементы оптической системы, формирующие лазерное излучение высокой мощности, подвергаются тепловому воздействию. Под действием мощного лазерного излучения на эле-менты оптической системы вследствие изменения их температуры, а значит и показателя преломления стекла, геометрических параметров оптических и механических деталей лазер-ной головки [6][7][8][9][10][11][12], изменяются фокусные расстояния компонентов, их фокальные отрезки, увеличение и как следствие -параметры пучка в зоне обработки материала.Моделирование формирования пучка фокусирующей линзой лазерной головки с фокус-ным расстоянием 200 мм показало [7], что при нагреве линзы на 100 С перетяжка смещается в лево  на 1 мм относительно исходного положения.Изменение оптической силы однолинзового компонента лазерной головки в работе [7] характеризуют параметром

show abstract

“…2 This laser has been incorporated into machines for sheet-metal cutting, which have been used to cut aluminum, mild steel, stainless steel, titanium, brass, and copper with a range of thicknesses. A world-record cutting speed of 100 m/min has been achieved for 0.8-mm thick aluminum.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

1.2-kW single-mode fiber laser based on 100-W high-brightness pump diodes

Kliner

Liao

et al. 2012

SPIE Proceedings

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

We have demonstrated a monolithic (fully fused), 1.2-kW, Yb-doped fiber laser with near-single-mode beam quality. This laser employs a new generation of high-brightness, fiber-coupled pump sources based on spatially multiplexed single emitters, with each pump providing 100 W at 915 nm within 0.15 NA from a standard 105/125 μm fiber. The fiber laser is end pumped through the high-reflector FBG using a 19:1 fused-fiber pump combiner, eliminating the need for pump/signal combiners. The output wavelength is 1080 nm, with a linewidth of < 0.5 nm FWHM. A peak power of 1.5 kW was reached in modulated operation (1-ms pulse duration) with M 2 < 1.2.

show abstract

4-kW fiber laser for metal cutting and welding

Cited by 14 publications

References 2 publications

Experimental Investigations and Pareto Optimization of Fiber Laser Cutting Process of Ti6Al4V

Experimental Investigations and Pareto Optimization of Fiber Laser Cutting Process of Ti6Al4V

Heating of optical elements made of high-purity quartz glasses by radiation from powerful fiber laser

1.2-kW single-mode fiber laser based on 100-W high-brightness pump diodes

Contact Info

Product

Resources

About