Iratkozzon fel közösségi oldalainkra az azonnali posztokért
Folyamatos hullámú lézer
A CW, a „Continuous Wave” (folyamatos hullám) rövidítése, olyan lézerrendszerekre utal, amelyek működés közben megszakítás nélküli lézerteljesítményt képesek biztosítani. A CW lézereket az jellemzi, hogy képesek folyamatosan lézert kibocsátani a működés megszűnéséig, és alacsonyabb csúcsteljesítményük, valamint magasabb átlagos teljesítményük különbözteti meg más lézertípusoktól.
Széleskörű alkalmazások
Folyamatos teljesítményüknek köszönhetően a CW lézerek széles körben használatosak olyan területeken, mint a fémvágás, valamint a réz és alumínium hegesztése, így a leggyakoribb és legszélesebb körben alkalmazott lézertípusok közé tartoznak. Az állandó és következetes energiatermelés képessége felbecsülhetetlen értékűvé teszi őket mind a precíziós megmunkálás, mind a tömeggyártás területén.
Folyamatbeállítási paraméterek
A folyamatos lézer optimális folyamatteljesítményhez történő beállítása számos kulcsfontosságú paraméter figyelembevételét igényli, beleértve a teljesítményhullám-formát, a defókuszálás mértékét, a nyalábfolt átmérőjét és a feldolgozási sebességet. Ezen paraméterek pontos hangolása kritikus fontosságú a legjobb feldolgozási eredmények eléréséhez, biztosítva a lézeres megmunkálási műveletek hatékonyságát és minőségét.
Folyamatos lézerenergia diagram
Energiaelosztási jellemzők
A folytonos üzemű lézerek egyik figyelemre méltó tulajdonsága a Gauss-féle energiaeloszlás, ahol a lézersugár keresztmetszetének energiaeloszlása a középponttól kifelé haladva Gauss-féle (normális eloszlású) mintázatban csökken. Ez az eloszlási jellemző lehetővé teszi a folytonos üzemű lézerek számára, hogy rendkívül magas fókuszálási pontosságot és feldolgozási hatékonyságot érjenek el, különösen a koncentrált energiafelhasználást igénylő alkalmazásokban.
Folyamatos lézerenergia-eloszlási diagram
A folyamatos hullámú (CW) lézeres hegesztés előnyei
Mikrostrukturális perspektíva
A fémek mikroszerkezetének vizsgálata a folyamatos hullámú (CW) lézerhegesztés egyértelmű előnyeit tárja fel a kvázi folyamatos hullámú (QCW) impulzushegesztéssel szemben. A QCW impulzushegesztés, amelyet a frekvenciakorlátja korlátoz, jellemzően 500 Hz körül, kompromisszummal néz szembe az átfedési arány és a behatolási mélység között. Az alacsony átfedési arány elégtelen mélységet eredményez, míg a magas átfedési arány korlátozza a hegesztési sebességet, csökkentve a hatékonyságot. Ezzel szemben a folyamatos lézerhegesztés a megfelelő lézermag-átmérők és hegesztőfejek kiválasztásával hatékony és folyamatos hegesztést biztosít. Ez a módszer különösen megbízhatónak bizonyul a nagy tömítési integritást igénylő alkalmazásokban.
Termikus hatás figyelembevétele
A hőhatás szempontjából a gyorsított áramlású (QCW) impulzuslézeres hegesztésnél átfedés tapasztalható, ami a hegesztési varrat ismételt felmelegedéséhez vezet. Ez inkonzisztenciákat okozhat a fém mikroszerkezete és az alapanyag között, beleértve a diszlokációk méretének és a hűtési sebességnek az eltéréseit, ezáltal növelve a repedések kockázatát. A folyamatos áramlású (CW) lézerhegesztés ezzel szemben egyenletesebb és folyamatosabb felmelegítési folyamatot biztosít, így elkerüli ezt a problémát.
Könnyű beállítás
Működés és beállítás szempontjából a QCW lézerhegesztés számos paraméter aprólékos hangolását igényli, beleértve az impulzusismétlési frekvenciát, a csúcsteljesítményt, az impulzusszélességet, a kitöltési tényezőt és egyebeket. A CW lézerhegesztés leegyszerűsíti a beállítási folyamatot, főként a hullámformára, a sebességre, a teljesítményre és a fókuszvesztés mértékére összpontosítva, jelentősen enyhítve a működtetési nehézségeket.
Technológiai fejlődés a folyamatos lézeres hegesztésben
Míg a gyorsított áramlású (QCW) lézerhegesztés nagy csúcsteljesítményéről és alacsony hőbeviteléről ismert, ami előnyös a hőérzékeny alkatrészek és a rendkívül vékony falú anyagok hegesztéséhez, a folyamatos áramlású lézerhegesztés technológiájának fejlődése, különösen a nagy teljesítményű alkalmazások (jellemzően 500 watt felett) és a kulcslyukhatáson alapuló mélybehatolásos hegesztés esetében, jelentősen kibővítette alkalmazási körét és hatékonyságát. Ez a lézertípus különösen alkalmas 1 mm-nél vastagabb anyagokhoz, a viszonylag magas hőbevitel ellenére is magas oldalviszonyt (8:1 felett) ér el.
Kvázifolyamatos hullámú (QCW) lézerhegesztés
Fókuszált energiaelosztás
A QCW, a „kvázi-folyamatos hullám” rövidítése, egy olyan lézertechnológiát jelöl, amelyben a lézer szakaszosan bocsát ki fényt, ahogy az az a ábrán látható. Az egymódusú folyamatos lézerek egyenletes energiaeloszlásával ellentétben a QCW lézerek sűrűbben koncentrálják energiájukat. Ez a tulajdonság kiváló energiasűrűséget biztosít a QCW lézereknek, ami erősebb behatolási képességet eredményez. Az így létrejövő metallurgiai hatás egy „szög” alakjához hasonlít, jelentős mélység-szélesség aránnyal, ami lehetővé teszi a QCW lézerek számára, hogy kiválóan teljesítsenek a nagy fényvisszaverődésű ötvözeteket, hőérzékeny anyagokat és precíziós mikrohegesztést tartalmazó alkalmazásokban.
Fokozott stabilitás és csökkentett füstinterferencia
A QCW lézerhegesztés egyik kiemelkedő előnye, hogy képes mérsékelni 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 olvadékfürdő felett, amit általában fémcsóvának neveznek. Ez a csóva árnyékolhatja az anyag felületét a lézertől, ami instabil teljesítményleadást és hibákat, például fröccsenést, robbanási pontokat és gödröket okozhat. A QCW lézerek szakaszos emissziója (pl. egy 5 ms-os kitörés, majd egy 10 ms-os szünet) azonban biztosítja, hogy minden lézerimpulzus a fémcsóva hatása nélkül érje el az anyag felületét, ami egy figyelemre méltóan stabil hegesztési folyamatot eredményez, ami különösen előnyös a vékonylemezes hegesztésnél.
Stabil olvadékmedence-dinamika
Az olvadékfürdő dinamikája, különösen a kulcslyukra ható erők szempontjából, kulcsfontosságú a hegesztés minőségének meghatározásában. A folyamatos lézerek a hosszabb expozíció és a nagyobb hőhatásövezetek miatt nagyobb, folyékony fémmel töltött olvadékfürdőket hoznak létre. Ez a nagy olvadékfürdőkkel kapcsolatos hibákhoz, például a kulcslyuk összeomlásához vezethet. Ezzel szemben a QCW lézerhegesztés fókuszált energiája és rövidebb kölcsönhatási ideje az olvadékfürdőt a kulcslyuk körül koncentrálja, ami egyenletesebb erőeloszlást és kisebb porozitást, repedést és fröccsenést eredményez.
Minimalizált hőhatásövezet (HAZ)
A folyamatos lézerhegesztés tartós hőhatásnak teszi ki az anyagokat, ami jelentős hővezetéshez vezet az anyagban. Ez nemkívánatos hődeformációt és feszültség okozta hibákat okozhat a vékony anyagokban. A QCW lézerek szakaszos működésükkel időt hagynak az anyagoknak lehűlni, ezáltal minimalizálva a hőhatásövezetet és a hőbevitelt. Ez teszi a QCW lézerhegesztést különösen alkalmassá vékony anyagokhoz és hőérzékeny alkatrészek közelében lévő anyagokhoz.
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 a réz- és alumíniumötvözetek vékony lemezeinek hegesztésekor érvényesül. Ezzel szemben az azonos átlagos teljesítményű folyamatos lézerek az alacsonyabb energiasűrűség miatt nem biztos, hogy jelölést hagynak az anyag felületén, ami visszaverődéshez vezethet. A nagy teljesítményű folyamatos lézerek, bár képesek megolvasztani az anyagot, az olvasztás utáni abszorpciós sebességük hirtelen növekedését tapasztalhatják, ami kontrollálhatatlan olvadékmélységet és hőbevitelt eredményez, ami nem alkalmas vékony lemezek hegesztésére, és vagy nem hagy jelölést, vagy átégést eredményezhet, így nem felelnek meg a folyamatkövetelményeknek.
Hegesztési eredmények összehasonlítása a folyamatos és a gyorsított lézerek között
a. Folyamatos hullámú (CW) lézer:
- A lézerrel lezárt köröm megjelenése
- Az egyenes hegesztési varrat megjelenése
- A lézerkibocsátás vázlatos rajza
- Hosszanti keresztmetszet
b. Kvázifolyamatos hullámú (QCW) lézer:
- A lézerrel lezárt köröm megjelenése
- Az egyenes hegesztési varrat megjelenése
- A lézerkibocsátás vázlatos rajza
- 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 kizárólag tanulási és kommunikációs célokat szolgál, és minden szerzői jog az eredeti szerzőt illeti. Szerzői jogsértés esetén kérjük, vegye fel a kapcsolatot az eltávolításhoz.
QCW lézer a Lumispot Tech-től:
Folyamatos lézer:
Közzététel ideje: 2024. márc. 05.