Tilaa sosiaalisen median kanavamme saadaksesi nopeita julkaisuja
Jatkuvan aallon laser
CW, lyhenne sanoista "Continuous Wave", viittaa laserjärjestelmiin, jotka pystyvät tuottamaan keskeytymätöntä lasersäteilyä käytön aikana. Jatkuvatoimisille lasereille on ominaista kyky lähettää laseria jatkuvasti, kunnes toiminta loppuu, ja niiden erottuu toisistaan alhaisemman huipputehon ja korkeamman keskitehon ansiosta verrattuna muuntyyppisiin lasereihin.
Laajat sovellukset
Jatkuvan tehonsa ansiosta jatkuvatoimisia lasereita käytetään laajalti esimerkiksi metallin leikkauksessa sekä kuparin ja alumiinin hitsauksessa, mikä tekee niistä yleisimpiä ja laajimmin käytettyjä lasereita. Niiden kyky tuottaa tasaista ja yhdenmukaista energiantuottoa tekee niistä korvaamattomia sekä tarkkuuskäsittelyssä että massatuotannossa.
Prosessin säätöparametrit
Jatkuvatoimisen laserin säätäminen optimaalisen prosessitehon saavuttamiseksi edellyttää useiden keskeisten parametrien huomioimista, mukaan lukien tehoaaltomuoto, epätarkkuuden määrä, sädepisteen halkaisija ja prosessointinopeus. Näiden parametrien tarkka viritys on ratkaisevan tärkeää parhaiden prosessointitulosten saavuttamiseksi ja lasertyöstötoimintojen tehokkuuden ja laadun varmistamiseksi.
Jatkuvan laserenergian kaavio
Energian jakautumisen ominaisuudet
Jatkuvatoimisten lasereiden merkittävä ominaisuus on niiden Gaussinen energiajakauma, jossa lasersäteen poikkileikkauksen energiajakauma pienenee keskustasta ulospäin Gaussisen (normaalijakauman) kuvion mukaisesti. Tämä jakaumaominaisuus mahdollistaa jatkuvatoimisten lasereiden erittäin korkean tarkennustarkkuuden ja prosessointitehokkuuden, erityisesti sovelluksissa, jotka vaativat keskitettyä energian käyttöä.
CW-laserin energianjakautumiskaavio
Jatkuvan aallon (CW) laserhitsauksen edut
Mikrostruktuurinen näkökulma
Metallien mikrorakenteen tutkiminen paljastaa jatkuvatoimisen (CW) laserhitsauksen selkeitä etuja lähes jatkuvatoimiseen (QCW) pulssihitsaukseen verrattuna. QCW-pulssihitsauksessa, jota rajoittaa sen taajuusraja, joka on tyypillisesti noin 500 Hz, on kompromissi päällekkäisnopeuden ja tunkeutumissyvyyden välillä. Alhainen päällekkäisnopeus johtaa riittämättömään syvyyteen, kun taas korkea päällekkäisnopeus rajoittaa hitsausnopeutta ja heikentää tehokkuutta. Sitä vastoin jatkuvatoiminen laserytimen halkaisijoiden ja hitsauspäiden valinnalla saavutetaan tehokas ja jatkuva hitsaus. Tämä menetelmä osoittautuu erityisen luotettavaksi sovelluksissa, jotka vaativat hyvää tiiviyttä.
Lämpövaikutusten huomioon ottaminen
Lämpövaikutusten näkökulmasta QCW-pulssilaserhitsauksessa on päällekkäisyyksiä, jotka johtavat hitsaussauman toistuvaan kuumenemiseen. Tämä voi aiheuttaa epäjohdonmukaisuuksia metallin mikrorakenteen ja perusmateriaalin välille, mukaan lukien vaihteluita dislokaatiokoossa ja jäähdytysnopeuksissa, mikä lisää halkeilun riskiä. CW-laserhitsaus puolestaan välttää tämän ongelman tarjoamalla tasaisemman ja jatkuvamman kuumennusprosessin.
Helppo säätö
Toiminnan ja säädön kannalta QCW-laserhitsaus vaatii useiden parametrien, kuten pulssin toistotaajuuden, huipputehon, pulssinleveyden, käyttösuhteen ja muiden parametrien, huolellista säätöä. CW-laserhitsaus yksinkertaistaa säätöprosessia keskittymällä pääasiassa aaltomuotoon, nopeuteen, tehoon ja epätarkkuuden määrään, mikä helpottaa merkittävästi käyttöä.
Teknologinen kehitys jatkuvatoimisessa laserhitsauksessa
Vaikka QCW-laserhitsaus tunnetaan korkeasta huipputehostaan ja alhaisesta lämmöntuonnistaan, jotka ovat hyödyllisiä lämpöherkkien komponenttien ja erittäin ohutseinäisten materiaalien hitsauksessa, jatkuvatoimisen laserhitsaustekniikan kehitys, erityisesti suuritehoisissa sovelluksissa (tyypillisesti yli 500 wattia) ja avaimenreikäilmiöön perustuvassa syvätunkeutuvassa hitsauksessa, on laajentanut merkittävästi sen käyttöaluetta ja tehokkuutta. Tämän tyyppinen laser soveltuu erityisesti yli 1 mm paksuille materiaaleille, ja sillä saavutetaan korkeat sivusuhteet (yli 8:1) suhteellisen korkeasta lämmöntuonnista huolimatta.
Kvasijatkuvaaaltoinen (QCW) laserhitsaus
Kohdennettu energianjakelu
QCW, joka on lyhenne sanoista "Quasi-Continuous Wave", edustaa lasertekniikkaa, jossa laser lähettää valoa epäjatkuvasti, kuten kuvassa a on esitetty. Toisin kuin yksimuotoisten jatkuvien lasereiden tasainen energianjako, QCW-laserit keskittävät energiansa tiheämmin. Tämä ominaisuus antaa QCW-lasereille paremman energiatiheyden, mikä tarkoittaa vahvempaa läpäisykykyä. Tuloksena oleva metallurginen vaikutus on kuin "naulan" muoto, jolla on merkittävä syvyys-leveyssuhde, minkä ansiosta QCW-laserit soveltuvat erinomaisesti sovelluksiin, joissa on korkean heijastavuuden omaavia seoksia, lämpöherkkiä materiaaleja ja tarkkaa mikrohitsausta.
Parannettu vakaus ja vähentynyt höyryhäiriö
Yksi QCW-laserhitsauksen merkittävistä eduista on sen kyky lieventää metallipilven vaikutusta materiaalin absorptio-nopeuteen, mikä johtaa vakaampaan prosessiin. Laserin ja materiaalin vuorovaikutuksen aikana voimakas haihtuminen voi luoda metallihöyryn ja plasman seoksen sulan altaan yläpuolelle, jota yleisesti kutsutaan metallipilveksi. Tämä pilkku voi suojata materiaalin pintaa laserilta, mikä aiheuttaa epävakaan tehonjakelun ja vikoja, kuten roiskeita, räjähdyspisteitä ja kuoppia. QCW-lasereiden ajoittainen säteily (esim. 5 ms:n purske, jota seuraa 10 ms:n tauko) varmistaa kuitenkin, että jokainen laserpulssi saavuttaa materiaalin pinnan ilman metallipilven vaikutusta, mikä johtaa huomattavan vakaaseen hitsausprosessiin, mikä on erityisen edullista ohutlevyhitsauksessa.
Vakaa sulamisaltaan dynamiikka
Sula-altaan dynamiikka, erityisesti avainreikään vaikuttavien voimien osalta, on ratkaisevan tärkeää hitsin laadun kannalta. Jatkuvat laserit luovat pitkäaikaisen altistuksensa ja suurempien lämpövaikutusalueidensa vuoksi yleensä suurempia, nestemäisellä metallilla täytettyjä sula-altaita. Tämä voi johtaa suuriin sula-altaisiin liittyviin vikoihin, kuten avainreiän romahtamiseen. Sitä vastoin QCW-laserhitsauksen kohdennettu energia ja lyhyempi vuorovaikutusaika keskittävät sula-altaan avainreiän ympärille, mikä johtaa tasaisempaan voimajakautumaan ja pienempään huokoisuuden, halkeilun ja roiskeiden esiintyvyyteen.
Minimoitu lämpövaikutusalue (HAZ)
Jatkuva laserhitsaus altistaa materiaalit jatkuvalle lämmölle, mikä johtaa merkittävään lämmönjohtuvuuteen materiaaliin. Tämä voi aiheuttaa ei-toivottuja lämpömuodonmuutoksia ja jännitysvirheitä ohuissa materiaaleissa. Jaksottainen toimintansa ansiosta QCW-laserit antavat materiaaleille aikaa jäähtyä, mikä minimoi lämpövaikutusalueen ja lämmöntuonnin. Tämä tekee QCW-laserhitsauksesta erityisen sopivaa ohuille materiaaleille ja lämpöherkkien komponenttien lähellä oleville materiaaleille.
Korkeampi huipputeho
Vaikka QCW-lasereilla on sama keskimääräinen teho kuin jatkuvilla lasereilla, ne saavuttavat suuremmat huipputehot ja energiatiheydet, mikä johtaa syvempään tunkeutumiseen ja vahvempiin hitsausominaisuuksiin. Tämä etu on erityisen selvä kupari- ja alumiiniseosten ohuiden levyjen hitsauksessa. Sitä vastoin saman keskimääräisen tehon omaavat jatkuvat laserit eivät välttämättä tee jälkiä materiaalin pintaan alhaisemman energiatiheyden vuoksi, mikä johtaa heijastukseen. Suuritehoiset jatkuvat laserit, vaikka ne pystyvätkin sulattamaan materiaalia, voivat kokea jyrkän absorptionopeuden kasvun sulamisen jälkeen, mikä aiheuttaa hallitsemattoman sulamissyvyyden ja lämpötuoton. Tämä ei sovellu ohutlevyhitsaukseen ja voi johtaa joko jälkien puuttumiseen tai läpipalamiseen, mikä ei täytä prosessivaatimuksia.
Hitsaustulosten vertailu CW- ja QCW-lasereiden välillä
a. Jatkuvan aallon (CW) laser:
- Laserilla suljetun kynnen ulkonäkö
- Suoran hitsaussauman ulkonäkö
- Lasersäteilyn kaaviokuva
- Pituussuuntainen poikkileikkaus
b. Kvasijatkuvaaaltoinen (QCW) laser:
- Laserilla suljetun kynnen ulkonäkö
- Suoran hitsaussauman ulkonäkö
- Lasersäteilyn kaaviokuva
- Pituussuuntainen poikkileikkaus
- * Lähde: Willdongin artikkeli, WeChat Public Account LaserLWM:n kautta.
- * Alkuperäisen artikkelin linkki: https://mp.weixin.qq.com/s/8uCC5jARz3dcgP4zusu-FA.
- Tämän artikkelin sisältö on tarkoitettu vain oppimis- ja viestintätarkoituksiin, ja kaikki tekijänoikeudet kuuluvat alkuperäiselle kirjoittajalle. Jos tekijänoikeusrikkomusta on tapahtunut, ota yhteyttä poistaaksesi sen.
Lumispot Techin QCW-laser:
Jatkuvatoiminen laser:
Julkaisun aika: 05.03.2024