Εγγραφείτε στα κοινωνικά μας μέσα για άμεση ανάρτηση
Συνεχής λέιζερ
Το CW, ένα ακρωνύμιο για το "συνεχές κύμα", αναφέρεται σε συστήματα λέιζερ που είναι ικανά να παρέχουν αδιάλειπτη έξοδο λέιζερ κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Χαρακτηρίζεται από την ικανότητά τους να εκπέμπουν λέιζερ συνεχώς μέχρι να σταματήσει η λειτουργία, τα λέιζερ CW διακρίνονται από την χαμηλότερη μέγιστη ισχύ τους και την υψηλότερη μέση ισχύ σε σύγκριση με άλλους τύπους λέιζερ.
Εφαρμογές ευρείας κλίμακας
Λόγω της λειτουργίας συνεχούς παραγωγής τους, τα λέιζερ CW βρίσκουν εκτεταμένη χρήση σε πεδία όπως η κοπή μετάλλων και η συγκόλληση του χαλκού και του αλουμινίου, καθιστώντας τα μεταξύ των πιο συνηθισμένων και ευρέως εφαρμοζόμενων τύπων λέιζερ. Η ικανότητά τους να παρέχουν σταθερή και συνεπή ενεργειακή παραγωγή τους καθιστά ανεκτίμητες τόσο σε σενάρια επεξεργασίας ακριβείας όσο και σε σενάρια μαζικής παραγωγής.
Παράμετροι ρύθμισης της διαδικασίας
Η ρύθμιση ενός λέιζερ CW για βέλτιστη απόδοση της διαδικασίας περιλαμβάνει την εστίαση σε διάφορες βασικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της κυματομορφής ισχύος, της ποσότητας defocus, της διάμετρο σημείου δέσμης και της ταχύτητας επεξεργασίας. Ο ακριβής συντονισμός αυτών των παραμέτρων είναι κρίσιμος για την επίτευξη των καλύτερων αποτελεσμάτων επεξεργασίας, εξασφαλίζοντας την αποτελεσματικότητα και την ποιότητα στις εργασίες κατεργασίας με λέιζερ.
Συνεχής ενεργειακό διάγραμμα λέιζερ
Χαρακτηριστικά κατανομής ενέργειας
Ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό των λέιζερ CW είναι η κατανομή ενέργειας Gaussian, όπου η κατανομή ενέργειας της διατομής της δέσμης λέιζερ μειώνεται από το κέντρο προς τα έξω σε ένα Gaussian (κανονική κατανομή). Αυτό το χαρακτηριστικό κατανομής επιτρέπει στα λέιζερ CW να επιτύχουν εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια εστίασης και αποτελεσματικότητα επεξεργασίας, ειδικά σε εφαρμογές που απαιτούν συγκεντρωμένη ανάπτυξη ενέργειας.
Διάγραμμα διανομής ενέργειας Laser CW Laser
Πλεονεκτήματα της συγκόλλησης με λέιζερ συνεχούς κύματος (CW)
Μικροδομική προοπτική
Η εξέταση της μικροδομής των μετάλλων αποκαλύπτει ξεχωριστά πλεονεκτήματα της συγκόλλησης με λέιζερ συνεχούς κύματος (CW) πάνω από τη συγκόλληση παλμών οιονεί συνεχούς κύματος (QCW). Η συγκόλληση Pulse QCW, που περιορίζεται από το όριο συχνότητας, συνήθως περίπου 500Hz, αντιμετωπίζει μια αντιστάθμιση μεταξύ του ρυθμού επικάλυψης και του βάθους διείσδυσης. Ένας χαμηλός ρυθμός επικάλυψης έχει ως αποτέλεσμα ανεπαρκές βάθος, ενώ ένας υψηλός ρυθμός επικάλυψης περιορίζει την ταχύτητα συγκόλλησης, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα. Αντίθετα, η συγκόλληση με λέιζερ CW, μέσω της επιλογής των κατάλληλων διαμέτρων πυρήνα λέιζερ και των κεφαλών συγκόλλησης, επιτυγχάνει αποτελεσματική και συνεχή συγκόλληση. Αυτή η μέθοδος αποδεικνύεται ιδιαίτερα αξιόπιστη σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ακεραιότητα σφράγισης.
Θερμική αντίκτυπο
Από την άποψη της θερμικής πρόσκρουσης, η συγκόλληση με λέιζερ QCW πάσχει από το ζήτημα της επικάλυψης, οδηγώντας σε επαναλαμβανόμενη θέρμανση της ραφής συγκόλλησης. Αυτό μπορεί να εισαγάγει ασυνέπειες μεταξύ της μικροδομής του μετάλλου και του γονικού υλικού, συμπεριλαμβανομένων των μεταβολών των μεγεθών εξάρθρωσης και των ποσοστών ψύξης, αυξάνοντας έτσι τον κίνδυνο ρωγμών. Η συγκόλληση με λέιζερ CW, από την άλλη πλευρά, αποφεύγει αυτό το ζήτημα παρέχοντας μια πιο ομοιόμορφη και συνεχή διαδικασία θέρμανσης.
Ευκολία προσαρμογής
Όσον αφορά τη λειτουργία και τη ρύθμιση, η συγκόλληση με λέιζερ QCW απαιτεί σχολαστική συντονισμό πολλών παραμέτρων, συμπεριλαμβανομένης της συχνότητας επανάληψης παλμών, της μέγιστης ισχύος, του πλάτους παλμού, του κύκλου λειτουργίας και άλλων. Η συγκόλληση με λέιζερ CW απλοποιεί τη διαδικασία προσαρμογής, εστιάζοντας κυρίως στην κυματομορφή, την ταχύτητα, την ισχύ και το ποσό εκτόξευσης, διευκολύνοντας σημαντικά τη λειτουργική δυσκολία.
Τεχνολογική πρόοδος στη συγκόλληση λέιζερ CW
Ενώ η συγκόλληση με λέιζερ QCW είναι γνωστή για την υψηλή μέγιστη ισχύ και τη χαμηλή θερμική εισροή, ευεργετική για τη συγκόλληση των ευαίσθητων στη θερμότητα εξαρτημάτων και την εξαιρετικά λεπτή τοιχώματα, έχουν την πρόοδο της τεχνολογίας συγκόλλησης λέιζερ CW, ειδικά για εφαρμογές υψηλής ισχύος (τυπικά πάνω από 500 watts) και βαθιά συγκόλληση διείσδυσης με βάση το αποτέλεσμα της βασιλείας, επέκτεινε σημαντικά την περιοχή της εφαρμογής και την απόσταση. Αυτός ο τύπος λέιζερ είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για υλικά παχύτερα από 1mm, επιτυγχάνοντας υψηλές αναλογίες διαστάσεων (πάνω από 8: 1) παρά την σχετικά υψηλή εισροή θερμότητας.
Συγκόλληση λέιζερ οιονεί συνεχιζόμενου κύματος (QCW)
Συγκεντρωμένη κατανομή ενέργειας
Το QCW, που στέκεται για το "οιονεί συνεχιζόμενο κύμα", αντιπροσωπεύει μια τεχνολογία λέιζερ όπου το λέιζερ εκπέμπει το φως με ασυνεχή τρόπο, όπως απεικονίζεται στο σχήμα Α. Σε αντίθεση με την ομοιόμορφη κατανομή ενέργειας των συνεχών λέιζερ μεμονωμένων λειτουργιών, τα λέιζερ QCW συγκεντρώνουν πιο πυκνά την ενέργεια τους. Αυτό το χαρακτηριστικό επιχορηγεί τα λέιζερ QCW μια ανώτερη πυκνότητα ενέργειας, μεταφράζοντας σε ισχυρότερες δυνατότητες διείσδυσης. Το προκύπτον μεταλλουργικό αποτέλεσμα είναι παρόμοιο με ένα σχήμα "καρφί" με σημαντική αναλογία βάθους προς πλάτος, επιτρέποντας τα λέιζερ QCW να υπερέχουν σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν κράματα υψηλής ανταπόκρισης, υλικά ευαίσθητα στη θερμότητα και μικρο-συγκολλητική ακρίβεια.
Ενισχυμένη σταθερότητα και μειωμένη παρεμβολή
Ένα από τα έντονα πλεονεκτήματα της συγκόλλησης με λέιζερ QCW είναι η ικανότητά του να μετριάζει τις επιδράσεις του μεταλλικού επιπέδου στον ρυθμό απορρόφησης του υλικού, οδηγώντας σε μια πιο σταθερή διαδικασία. Κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης με λέιζερ-υλικό, η έντονη εξάτμιση μπορεί να δημιουργήσει ένα μείγμα μεταλλικών ατμών και πλάσματος πάνω από την πισίνα τήγματος, που συνήθως αναφέρεται ως μεταλλικός πύργος. Αυτό το ρεύμα μπορεί να προστατεύσει την επιφάνεια του υλικού από το λέιζερ, προκαλώντας ασταθής παροχή ισχύος και ελαττώματα όπως ψεκασμό, σημεία έκρηξης και κοιλότητες. Ωστόσο, η διαλείπουσα εκπομπή των λέιζερ QCW (π.χ. μια έκρηξη 5ms ακολουθούμενη από μια παύση 10ms) εξασφαλίζει ότι κάθε παλμός λέιζερ φτάνει στην επιφάνεια του υλικού που δεν επηρεάζεται από μεταλλικό πλέγμα, με αποτέλεσμα μια σημαντικά σταθερή διαδικασία συγκόλλησης, ιδιαίτερα επωφελής για συγκόλληση λεπτού φύλλου.
Σταθερή δυναμική πισίνας τήξης
Η δυναμική της πισίνας τήξης, ειδικά όσον αφορά τις δυνάμεις που δρουν στην κλειδαρότρυπα, είναι ζωτικής σημασίας για τον προσδιορισμό της ποιότητας της συγκόλλησης. Τα συνεχή λέιζερ, λόγω της παρατεταμένης έκθεσής τους και των μεγαλύτερων ζωνών που πλήττονται από τη θερμότητα, τείνουν να δημιουργούν μεγαλύτερες ομάδες τήξης γεμάτες με υγρό μέταλλο. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ελαττώματα που σχετίζονται με μεγάλες ομάδες τήξης, όπως η κατάρρευση της κλειδαρότρυπας. Αντίθετα, ο χρόνος επικεντρωμένης ενέργειας και βραχύτερου χρόνου αλληλεπίδρασης της συγκόλλησης Laser QCW συμπυκνώνει την πισίνα τήγματος γύρω από την κλειδαρότρυπα, με αποτέλεσμα μια πιο ομοιόμορφη κατανομή δύναμης και χαμηλότερη συχνότητα εμφάνισης πορώδους, ρωγμής και ψεκασμού.
Ελαχιστοποιημένη ζώνη που πλήττονται από θερμότητα (HAZ)
Συνεχής συγκόλληση με λέιζερ Υλικά σε παρατεταμένη θερμότητα, οδηγώντας σε σημαντική θερμική αγωγιμότητα στο υλικό. Αυτό μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητη θερμική παραμόρφωση και ελαττώματα που προκαλούνται από άγχος σε λεπτά υλικά. Τα λέιζερ QCW, με τη διαλείπουσα λειτουργία τους, επιτρέπουν την ψύξη των υλικών, ελαχιστοποιώντας έτσι τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και τη θερμική είσοδο. Αυτό καθιστά τη συγκόλληση με λέιζερ QCW ιδιαίτερα κατάλληλη για λεπτά υλικά και εκείνα που βρίσκονται κοντά στη θερμότητα εξαρτημάτων.
Υψηλότερη μέγιστη ισχύ
Παρά το γεγονός ότι έχει την ίδια μέση ισχύ με τα συνεχή λέιζερ, τα λέιζερ QCW επιτυγχάνουν υψηλότερες εξουσίες αιχμής και ενεργειακές πυκνότητες, με αποτέλεσμα βαθύτερη διείσδυση και ισχυρότερες δυνατότητες συγκόλλησης. Αυτό το πλεονέκτημα είναι ιδιαίτερα έντονο στη συγκόλληση των λεπτών φύλλων χαλκού και αλουμινίου. Αντίθετα, τα συνεχή λέιζερ με την ίδια μέση ισχύ μπορεί να αποτύχουν να κάνουν ένα σημάδι στην επιφάνεια του υλικού λόγω της χαμηλότερης πυκνότητας ενέργειας, οδηγώντας σε αντανάκλαση. Τα συνεχή λέιζερ υψηλής ισχύος, ενώ είναι ικανά να λιώσουν το υλικό, μπορούν να βιώσουν μια απότομη αύξηση του ρυθμού απορρόφησης μετά την εκτόξευση, προκαλώντας ανεξέλεγκτο βάθος τήγματος και θερμική είσοδο, η οποία είναι ακατάλληλη για συγκόλληση λεπτού φύλλου και μπορεί να οδηγήσει σε καμία σήμανση ή καύση, παραλείποντας να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της διαδικασίας.
Σύγκριση των αποτελεσμάτων συγκόλλησης μεταξύ των λέιζερ CW και QCW
ένα. Λέιζερ συνεχούς κύματος (CW):
- Εμφάνιση του καρφιού με λέιζερ
- Εμφάνιση της ευθείας ραφής συγκόλλησης
- Σχηματικό διάγραμμα της εκπομπής λέιζερ
- Διαχρονική διατομή
σι. Οιονεί συνεχή κύμα (QCW) λέιζερ:
- Εμφάνιση του καρφιού με λέιζερ
- Εμφάνιση της ευθείας ραφής συγκόλλησης
- Σχηματικό διάγραμμα της εκπομπής λέιζερ
- Διαχρονική διατομή
- * Πηγή: Άρθρο από τον Willdong, μέσω του δημόσιου λογαριασμού WeChat Laserlwm.
- * Πρωτότυπο άρθρο σύνδεσμος: https://mp.weixin.qq.com/s/8ucc5jarz3dcgp4zusu-fa.
- Το περιεχόμενο αυτού του άρθρου παρέχεται μόνο για σκοπούς μάθησης και επικοινωνίας και όλα τα πνευματικά δικαιώματα ανήκουν στον αρχικό συγγραφέα. Εάν εμπλέκεται η παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων, επικοινωνήστε με την κατάργηση.
QCW Laser από την τεχνολογία Lumispot:
Laser CW:
Χρόνος δημοσίευσης: Μαρ-05-2024