光纤激光打标在军用热电池产品上的应用赵冬华

光纤激光打标在军用热电池产品上的应用赵冬华

赵冬华

（中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384）

摘要：本文介绍了激光打标技术的原理及其应用，探讨了光纤激光打标用于打标军用热电池不锈钢壳体的特点和优势。激光打标又称激光镭射加工，是非接触式加工，可在任何异型表面标刻，工件不会变形和产生内应力，适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。激光打标的基本原理是，由激光发生器生成高能量的连续激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。

关键词：光纤激光种类；特点；应用

1概述

激光可用于产品的打标，主要是由激光的单一波长，小发散角和可聚焦性等特性决定的。普通光线因为单一波长、较大的发散角等原因，在聚焦后其功率密度仅能提高100倍；而同样输出功率的激光束被聚焦到0.2mm直径的光斑后，其功率密度能提高2000倍，激光几乎可对所有零件(如活塞、活塞环、气门、阀座、五金工具、卫生洁具、电子元器件等)进行打标，且标记耐磨，生产工艺易实现自动化，被标记部件变形小。

军用热电池又叫热激活一次性电池，热电池是以熔盐作电解质，利用热源使其熔化而激活的一次储备电池。它具有很高的比能量和比功率、使用环境温度宽、贮存时间长、激活迅速可靠、结构紧凑、工艺简便、造价低廉、不需要维护等优点，其主要应用于炮弹、导弹等武器系统，其电池壳体的主要材质为不锈钢材质。

2光纤激光打标机分类及原理

2.1激光打标机的种类

现阶段激光打标机的分类一般可按激光器类型和光波波长进行分类。打标机按照激光器不同可分为：CO2激光打标机，半导体激光打标机，YAG激光打标机，光纤激光打标机。按照激光可见度不同分为：紫外激光打标机（不可见）、绿激光打标机（可见激光）、红外激光打标机（不可见激光）；按照激光波长的不同可分为：深紫外激光打标机（266nm）、绿激光打标机（532nm）、灯泵YAG激光打标机（1064nm）、半导体侧泵YAG激光打标机、半导体端泵YAG激光打标机（1064nm）、光纤激光打标机（1064nm）、CO2激光打标机（10.64um）。

2.2激光打标机的一般工作原理

光纤激光打标机采用扫描法打标，即将激光束入射到两反射镜上，利用计算机控制扫描电机带动反射镜分别沿X、Y轴转动，激光束聚焦后落到被标记的工件上，从而形成了激光标记的痕迹。其工作原理如图1所示：

3光纤激光打标机的特点：

①有效打标频率高达100kHz，打标速度快

②打标精度高，激光可以形成极细光束，在材料表面的最细线宽可达微米量级，可以打印各种图形、商标、条形码、两维码。激光打标还可以改善产品外观形象和名牌效应，增强产品的市场竞争能力。

③热损伤小，无飞溅现象

④维修成本更低，模块内部部件可单独维修，大大的减少了维修成本。

⑤光斑质量M21.2，打标更精细，打标效果好。光斑质量优秀，峰值功率高，在相同的材料下，可以调出最佳打标效果。

⑥最大的提高了打标速度，平均达标速度比同类的达标速度提高了1倍多，在某些材料打标中最高达五倍。实现超高速标记。

可设波段选择，保证高频与高峰值功率，应用范围广。采用进口激光器，根据不同打标材料和达标效果，调节不同的脉宽间接调整不同的峰值功率。

光纤激光打标机技术参数见表1：

通过上述讨论，可以看出，在热电池产品中应用激光打标，可实现打标速度快，打标精度高，标识清晰。

5结论

热电池由于其电池材料的特殊属性、内部结构的复杂性、以及外壳薄壁结构等特殊工艺对打标速度和能量密度都有严格要求。激光打标是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记，其具有的热扩散小及热损伤小等特点恰能满足热电池打标时的特殊要求，完全损伤电池内部材料，具有广泛的应用前景。