Esistono due tipi di laser a fibra: monomodale e multimodale. Le loro differenze nelle applicazioni di microsaldatura devono essere considerate quando si sceglie quella migliore da utilizzare.
I laser a fibra monomodale utilizzano fibre con un diametro del nucleo di circa 9 micron per produrre raggi focalizzati piccoli fino a 10 micron. Ciò li rende ideali per le applicazioni di taglio laser. Tuttavia, per la saldatura, la larghezza di saldatura ridotta potrebbe non adattarsi alla maggior parte delle tolleranze di assemblaggio di produzione.
I laser a fibra multimodale generano un raggio "a sommità piatta" con intensità inferiore e maggiore uniformità utilizzando fibre con un diametro del nucleo di 50-300 micron. Ciò facilita l'espansione della zona di fusione e soddisfa meglio le esigenze della microsaldatura laser, a differenza di altri tipi di laser.
Questa figura mostra il laser che lascia la fibra e la sezione trasversale dell'intensità di potenza in due modalità.
Considerare l'allineamento laser per i giunti di saldatura. Per allineare la trave con la linea di giunzione, è generalmente necessaria una dimensione del punto di almeno 200 micron a causa della tolleranza della posizione di impilamento e dello spazio tra i bordi di saldatura. Tuttavia, ottenere uno spot così grande utilizzando un laser a fibra monomodale richiederebbe una lunghezza focale di 2-3 piedi, il che non è pratico per i sistemi di saldatura. Inoltre, la forza centrale di un laser monomodale diminuisce verso il bordo, determinando una concentrazione di energia in una piccola area. Gli spazi vuoti nel giunto possono causare problemi di saldatura, come sottosquadri o aree non riempite. Inoltre, l'elevata intensità del laser può rimuovere il materiale in eccesso.
I raggi laser in fibra multimodale offrono una distribuzione uniforme dell'intensità per un processo di saldatura stabile. Sono meno influenzati dagli spazi vuoti nella superficie di saldatura e hanno un profilo più forte in grado di fondere più materiale, colmando efficacemente eventuali spazi vuoti necessari per una saldatura riuscita.
Di seguito è mostrata la sezione trasversale di saldatura dei laser monomodali e multimodali in acciaio inossidabile di spessore 0.06-pollici. Il laser a fibra monomodale utilizzato aveva una potenza di 500 W, una velocità di 300 ipm e una dimensione dello spot di 30 micron. Il laser a fibra multimodale utilizzato aveva una potenza di 700 W, una velocità di 100 ipm e una dimensione dello spot di 150 micron. Il secondo laser a fibra multimodale aveva una potenza di 1 kW, una velocità di 80 ipm e una dimensione dello spot di 250 micron.
I laser a fibra monomodale sono utili per la microsaldatura laser in alcuni casi. Possono essere utilizzati per saldature per sovrapposizione ad alta velocità e giunti stretti con una minore potenza del laser, pur raggiungendo la profondità di penetrazione desiderata. A questo scopo possono essere utilizzati anche laser multimodali.