Iratkozzon fel közösségi médiánkra az azonnali bejegyzésekért
Folyamatos hullámú lézer
A CW, a "Continuous Wave" rövidítése olyan lézerrendszerekre utal, amelyek működés közben képesek megszakítás nélküli lézerkimenetet biztosítani. A CW lézereket az a képességük jellemzi, hogy a működés befejezéséig folyamatosan lézert bocsátanak ki, ezért a többi lézertípushoz képest alacsonyabb csúcsteljesítményük és magasabb átlagos teljesítményük.
Széleskörű alkalmazások
Folyamatos kimeneti jellemzőiknek köszönhetően a CW lézereket széles körben használják olyan területeken, mint a fémvágás, valamint a réz és alumínium hegesztése, így a lézerek legelterjedtebb és legszélesebb körben alkalmazott típusai közé tartoznak. Az állandó és egyenletes energiatermelésre való képességük felbecsülhetetlen értékűvé teszi őket mind a precíziós feldolgozás, mind a tömeggyártás során.
Folyamatbeállítási paraméterek
A CW lézer beállítása az optimális folyamatteljesítmény érdekében számos kulcsfontosságú paraméterre összpontosít, beleértve a teljesítmény hullámformáját, a defókusz mértékét, a sugárfolt átmérőjét és a feldolgozási sebességet. Ezen paraméterek pontos hangolása kritikus fontosságú a legjobb feldolgozási eredmények eléréséhez, a lézeres megmunkálási műveletek hatékonyságának és minőségének biztosításához.
Folyamatos lézerenergia diagram
Energiaelosztási jellemzők
A CW lézerek egyik figyelemre méltó tulajdonsága a Gauss-féle energiaeloszlás, ahol a lézersugár keresztmetszetének energiaeloszlása a középponttól kifelé, Gauss (normál eloszlású) mintázatban csökken. Ez az eloszlási jellemző lehetővé teszi a CW lézerek számára, hogy rendkívül nagy fókuszpontosságot és feldolgozási hatékonyságot érjenek el, különösen azokban az alkalmazásokban, ahol koncentrált energiafelhasználás szükséges.
CW lézeres energiaelosztási diagram
A folyamatos hullámú (CW) lézeres hegesztés előnyei
Mikrostrukturális perspektíva
A fémek mikroszerkezetének vizsgálata feltárja a folyamatos hullámú (CW) lézerhegesztés határozott előnyeit a kvázi-folytonos hullámú (QCW) impulzushegesztéssel szemben. A QCW impulzushegesztés, amelyet frekvenciakorlátja korlátoz, jellemzően 500 Hz körül, kompromisszumot jelent az átfedési sebesség és a behatolási mélység között. Az alacsony átfedési arány nem elegendő mélységet eredményez, míg a nagy átfedés korlátozza a hegesztési sebességet, csökkentve a hatékonyságot. Ezzel szemben a CW lézerhegesztés a megfelelő lézermag átmérők és hegesztőfejek kiválasztásával hatékony és folyamatos hegesztést tesz lehetővé. Ez a módszer különösen megbízhatónak bizonyul a magas tömítési integritást igénylő alkalmazásokban.
A hőhatás figyelembevétele
A hőhatás szempontjából a QCW impulzuslézeres hegesztésnél az átfedés problémája van, ami a hegesztési varrat ismételt felmelegedéséhez vezet. Ez inkonzisztenciákat okozhat a fém mikroszerkezete és az alapanyag között, beleértve a diszlokáció méretének és a hűtési sebességének eltéréseit, ami növeli a repedés kockázatát. A CW lézerhegesztés ezzel szemben elkerüli ezt a problémát azáltal, hogy egyenletesebb és folyamatosabb fűtési folyamatot biztosít.
Könnyű beállítás
A működés és beállítás tekintetében a QCW lézerhegesztés számos paraméter aprólékos beállítását igényli, beleértve az impulzusismétlési frekvenciát, a csúcsteljesítményt, az impulzusszélességet, a munkaciklust és még sok mást. A CW lézeres hegesztés leegyszerűsíti a beállítási folyamatot, elsősorban a hullámformára, a sebességre, a teljesítményre és a defókusz mértékére összpontosítva, jelentősen megkönnyítve a működési nehézségeket.
Technológiai fejlődés a CW lézeres hegesztésben
Míg a QCW lézerhegesztés nagy csúcsteljesítményéről és alacsony hőbeviteléről ismert, jótékony hatású hőérzékeny alkatrészek és rendkívül vékony falú anyagok hegesztéséhez, a CW lézeres hegesztési technológia fejlődése, különösen a nagy teljesítményű alkalmazásokhoz (általában 500 watt felett) és A kulcslyukhatáson alapuló mélybehatoló hegesztés jelentősen kibővítette alkalmazási körét és hatékonyságát. Ez a lézertípus különösen alkalmas 1 mm-nél vastagabb anyagokhoz, és a viszonylag nagy hőbevitel ellenére magas képarányt (8:1 felett) ér el.
Kvázi-folyamatos hullámú (QCW) lézeres hegesztés
Fókuszált energiaelosztás
A QCW, amely a „quasi-Continuous Wave” rövidítése, egy olyan lézertechnológiát jelent, amelyben a lézer nem folytonos módon bocsát ki fényt, amint az az a. ábrán látható. Az egymódusú folyamatos lézerek egyenletes energiaeloszlásával ellentétben a QCW lézerek sűrűbben koncentrálják energiájukat. Ez a jellemző kiváló energiasűrűséget biztosít a QCW lézereknek, ami erősebb behatolási képességet eredményez. Az így létrejövő kohászati hatás a jelentős mélység-szélesség arányú "szeg" alakhoz hasonlít, ami lehetővé teszi, hogy a QCW lézerek kiválóan teljesítsenek a nagy fényvisszaverő képességű ötvözetek, hőérzékeny anyagok és precíziós mikrohegesztési alkalmazásokban.
Fokozott stabilitás és csökkentett csapásinterferencia
A QCW lézerhegesztés egyik kiemelkedő előnye, hogy csökkenti a fémcsóva hatását az anyag abszorpciós sebességére, ami stabilabb folyamatot eredményez. A lézer-anyag kölcsönhatás során az intenzív párolgás fémgőz és plazma keverékét hozhatja létre az olvadékmedence felett, amelyet általában fémcsóvnak neveznek. Ez a csóva védheti az anyag felületét a lézertől, instabil energiaellátást és olyan hibákat okozva, mint a fröcskölés, robbanáspontok és gödrök. Azonban a QCW lézerek szakaszos emissziója (pl. egy 5 ms-os robbanás, majd egy 10 ms-os szünet) biztosítja, hogy minden lézerimpulzus érje el az anyag felületét anélkül, hogy fémcsóvát érintene, ami egy figyelemreméltóan stabil hegesztési folyamatot eredményez, ami különösen előnyös vékonylemez-hegesztésnél.
Stabil olvadó medence dinamika
Az olvadékmedence dinamikája, különösen a kulcslyukra ható erők tekintetében döntő jelentőségű a varrat minőségének meghatározásában. A folyamatos lézerek hosszan tartó expozíciójuk és nagyobb hőhatászónáik miatt hajlamosak nagyobb, folyékony fémmel töltött olvadékmedencéket létrehozni. Ez a nagy olvadékmedencékkel kapcsolatos hibákhoz, például kulcslyuk összeomlásához vezethet. Ezzel szemben a QCW lézerhegesztés fókuszált energiája és rövidebb interakciós ideje az olvadékmedencét a kulcslyuk körül koncentrálja, ami egyenletesebb erőeloszlást és kisebb porozitást, repedést és fröcskölést eredményez.
Minimális hőhatású zóna (HAZ)
A folyamatos lézerhegesztés az anyagokat tartós hőhatásnak teszi ki, ami jelentős hővezetést eredményez az anyagban. Ez nemkívánatos termikus deformációt és feszültség okozta hibákat okozhat a vékony anyagokban. A QCW lézerek szakaszos működésükkel időt hagynak az anyagoknak lehűlni, így minimalizálják a hőhatászónát és a hőbevitelt. Ez teszi a QCW lézerhegesztést különösen alkalmassá vékony anyagokhoz és hőérzékeny alkatrészek közelében.
Magasabb csúcsteljesítmény
Annak ellenére, hogy átlagos teljesítményük megegyezik a folyamatos lézerekkel, a QCW lézerek nagyobb csúcsteljesítményt és energiasűrűséget érnek el, ami mélyebb behatolást és erősebb hegesztési képességet eredményez. Ez az előny különösen szembetűnő a réz- és alumíniumötvözetek vékony lemezeinek hegesztésekor. Ezzel szemben az azonos átlagos teljesítményű folyamatos lézerek az alacsonyabb energiasűrűség miatt nem hagynak nyomot az anyag felületén, ami visszaverődéshez vezet. A nagyteljesítményű folyamatos lézerek, bár képesek megolvasztani az anyagot, az olvadás utáni abszorpciós sebesség hirtelen növekedését tapasztalhatják, ami ellenőrizhetetlen olvadási mélységet és hőbevitelt okoz, ami nem alkalmas vékonylemez-hegesztésre, és jelölés hiányát vagy égési sérülést okozhat. -át, nem teljesíti a folyamat követelményeit.
A hegesztési eredmények összehasonlítása a CW és QCW lézerek között
a. Folyamatos hullámú (CW) lézer:
- A lézerrel lezárt köröm megjelenése
- Az egyenes hegesztési varrat megjelenése
- A lézeremisszió sematikus diagramja
- Hosszanti keresztmetszet
b. Kvázi folyamatos hullámú (QCW) lézer:
- A lézerrel lezárt köröm megjelenése
- Az egyenes hegesztési varrat megjelenése
- A lézeremisszió sematikus diagramja
- Hosszanti keresztmetszet
- * Forrás: Willdong cikke, a WeChat Public Account LaserLWM-en keresztül.
- * Az eredeti cikk linkje: https://mp.weixin.qq.com/s/8uCC5jARz3dcgP4zusu-FA.
- A cikk tartalma csak tanulási és kommunikációs célokat szolgál, és minden szerzői jog az eredeti szerzőt illeti. Ha szerzői jogok megsértéséről van szó, kérjük, vegye fel a kapcsolatot az eltávolításhoz.
Feladás időpontja: 2024. március 05