Pretplatite se na naše društvene medije za brz post
Kontinuirani valni laser
CW, akronim za "kontinuirani val", odnosi se na laserske sustave koji mogu pružiti neprekidni laserski izlaz tijekom rada. Karakterizirana njihovom sposobnošću da kontinuirano emitiraju laser dok operacija ne prestane, CW laseri se razlikuju po njihovoj manjoj vršnoj snazi i većoj prosječnoj snazi u usporedbi s drugim vrstama lasera.
Široke aplikacije
Zbog svoje značajke kontinuiranog izlaza, CW laseri pronalaze veliku upotrebu u poljima kao što su rezanje metala i zavarivanje bakra i aluminija, što ih čini među najčešćim i najčešće primijenjenim tipovima lasera. Njihova sposobnost isporuke stabilnih i dosljednih energetskih izlaza čini ih neprocjenjivim i u preciznoj obradi i scenarijima masovne proizvodnje.
Parametri prilagođavanja procesa
Podešavanje CW lasera za optimalne performanse procesa uključuje usredotočenje na nekoliko ključnih parametara, uključujući valni oblik snage, količinu defokusiranja, promjer toka snopa i brzinu obrade. Precizno podešavanje ovih parametara presudno je za postizanje najboljih ishoda obrade, osiguravajući učinkovitost i kvalitetu u laserskim operacijama obrade.
Kontinuirani dijagram laserske energije
Karakteristike raspodjele energije
Značajni atribut CW lasera je njihova Gaussova raspodjela energije, gdje se energetska raspodjela presjeka laserskog snopa smanjuje od središnjeg prema van u Gaussovom (normalnoj distribucijskoj) uzorku. Ova karakteristika raspodjele omogućava CW laserima da postignu izuzetno visoku fokusirajuću preciznost i učinkovitost obrade, posebno u aplikacijama koje zahtijevaju koncentriranu energetsku implementaciju.
CW dijagram raspodjele laserske energije
Prednosti laserskog zavarivanja kontinuiranog vala (CW)
Mikrostrukturna perspektiva
Ispitivanje mikrostrukture metala otkriva različite prednosti laserskog zavarivanja kontinuiranog vala (CW) preko kvazi-kontinuiranog vala (QCW) zavarivanja impulsa. QCW zavarivanje impulsa, ograničeno granicom frekvencije, obično oko 500Hz, suočava se s kompromisom između brzine preklapanja i dubine prodora. Niska brzina preklapanja rezultira nedovoljnom dubinom, dok visoka brzina preklapanja ograničava brzinu zavarivanja, smanjujući učinkovitost. Suprotno tome, CW lasersko zavarivanje, odabirom odgovarajućih promjera laserske jezgre i glave zavarivanja, postiže učinkovito i kontinuirano zavarivanje. Ova se metoda pokazuje posebno pouzdanom u aplikacijama koje zahtijevaju visoki integritet brtvila.
Razmatranje toplinskog utjecaja
Sa stajališta toplinskog utjecaja, lasersko zavarivanje QCW pati od problema preklapanja, što dovodi do ponovljenog zagrijavanja šava zavarivanja. To može uvesti nedosljednosti između mikrostrukture metala i matičnog materijala, uključujući varijacije u veličini dislokacije i stope hlađenja, povećavajući tako rizik od pucanja. CW lasersko zavarivanje, s druge strane, izbjegava ovo pitanje pružajući ujednačeni i kontinuirani postupak grijanja.
Jednostavnost podešavanja
U pogledu rada i prilagodbe, QCW lasersko zavarivanje zahtijeva pažljivo podešavanje nekoliko parametara, uključujući frekvenciju ponavljanja pulsa, vršnu snagu, širinu pulsa, radni ciklus i još mnogo toga. CW lasersko zavarivanje pojednostavljuje postupak prilagođavanja, usredotočujući se uglavnom na valni oblik, brzinu, snagu i defokusiranje, značajno ublažavajući operativne poteškoće.
Tehnološki napredak u CW laserskom zavarivanju
Iako je lasersko zavarivanje QCW-a poznato po visokoj vršnoj snazi i niskom toplinskom unosu, korisno za zavarivanje komponenti osjetljivih na toplinu i izuzetno tanko zidanih materijala, napretka u tehnologiji laserskog zavarivanja CW, posebno za aplikacije velike snage (obično iznad 500 vata) i zavarivanje dubokog prodiranja na temelju efekata ključa. Ova vrsta lasera posebno je prikladna za materijale deblji od 1 mm, postižući visoke omjere (preko 8: 1) unatoč relativno velikom unosu topline.
Kvazi-kontinuirani val (QCW) lasersko zavarivanje
Usredotočena raspodjela energije
QCW, koji stoji za "kvazi-kontinuirani val", predstavlja lasersku tehnologiju gdje laser emitira svjetlost na diskontinuiran način, kako je prikazano na slici a. Za razliku od ujednačene energetske raspodjele kontinuiranih lasera u jednom načinu, QCW laseri svoju energiju koncentriraju gušće. Ova karakteristika omogućuje QCW laseru superiornu gustoću energije, prevodeći u jače mogućnosti prodora. Rezultirajući metalurški učinak sličan je obliku "nokta" sa značajnim omjerom dubine i širine, omogućavajući QCW laserima da se izvrše u aplikacijama koje uključuju legure visoke refleksije, toplinski osjetljivi materijali i precizno mikro-zaštitu.
Poboljšana stabilnost i smanjena smetnja pljuska
Jedna od izraženih prednosti qcw laserskog zavarivanja je njegova sposobnost ublažavanja učinaka metalnog pljuska na brzinu apsorpcije materijala, što dovodi do stabilnijeg postupka. Tijekom interakcije lasersko-materijala, intenzivno isparavanje može stvoriti mješavinu metalne pare i plazme iznad bazena taline, koja se obično naziva metalni pljusak. Ovaj pljusak može zaštititi površinu materijala od lasera, uzrokujući nestabilnu isporuku snage i oštećenja poput prskanja, točaka eksplozije i jama. Međutim, isprekidana emisija QCW lasera (npr. Puk od 5 ms nakon čega je slijedila pauza od 10 ms) osigurava da svaki laserski impuls dosegne površinu materijala koji ne utječe metalnim pljuskom, što rezultira značajno stabilnim postupkom zavarivanja, posebno povoljnim za zavarivanje tankih listova.
Stabilna dinamika bazena taline
Dinamika bazena taline, posebno u smislu sila koje djeluju na ključ, ključna je za određivanje kvalitete zavara. Kontinuirani laseri, zbog dugotrajne izloženosti i većih zona pogođenih toplinom, imaju tendenciju stvaranja većih bazena taline napunjene tekućim metalom. To može dovesti do oštećenja povezanih s velikim bazenima taline, poput kolapsa ključanica. Suprotno tome, usredotočena energija i kraće vrijeme interakcije QCW laserskog zavarivanja koncentriraju bazen taline oko ključanice, što rezultira ujednačenom raspodjelom sile i nižom učestalošću poroznosti, pucanja i prskanja.
Minimizirana zona pogođena toplinom (HAZ)
Kontinuirano lasersko zavarivanje subjekti materijala za trajnu toplinu, što dovodi do značajne toplinske provodljivosti u materijal. To može uzrokovati nepoželjnu toplinsku deformaciju i oštećenja izazvanih stresom u tankim materijalima. QCW laseri, svojim povremenim radom, omogućuju hlađenje materijala, minimizirajući na taj način zona pogođenu toplinom i toplinski unos. Zbog toga je QCW lasersko zavarivanje posebno pogodnim za tanke materijale i one u blizini toplinski osjetljive komponente.
Viša vršna snaga
Unatoč tome što imaju istu prosječnu snagu kao i kontinuirani laseri, QCW laseri postižu veće vršne snage i gustoće energije, što rezultira dubljim prodorom i jačim mogućnostima zavarivanja. Ova je prednost posebno izražena u zavarivanju tankih listova bakra i aluminijskih legura. Suprotno tome, kontinuirani laseri s istom prosječnom snagom možda ne uspiju dati oznaku na površini materijala zbog niže gustoće energije, što dovodi do refleksije. Kontinuirani laseri visoke snage, iako su sposobni taliti materijal, mogu doživjeti nagli porast brzine apsorpcije nakon pada, uzrokujući nekontroliranu dubinu taline i toplinski unos, što nije prikladno za zavarivanje tankih listova i može rezultirati bilo da bez označavanja ili izgaranja, ne uspijevajući ispuniti procesne zahtjeve.
Usporedba rezultata zavarivanja između CW i QCW lasera
a. Kontinuirani val (CW) laser:
- Izgled nokta laserskog zapečata
- Pojavljivanje ravnog šava zavarivanja
- Shematski dijagram laserske emisije
- Uzdužni presjek
b. Kvazi-kontinuirani val (QCW) laser:
- Izgled nokta laserskog zapečata
- Pojavljivanje ravnog šava zavarivanja
- Shematski dijagram laserske emisije
- Uzdužni presjek
- * Izvor: Članak Willdong, putem WeChat Public Account LaserlWM.
- * Originalni link članaka: https://mp.weixin.qq.com/s/8ucc5jarz3dcgp4zusu-fa.
- Sadržaj ovog članka predviđen je samo u svrhe učenja i komunikacije, a sva autorska prava pripadaju izvornoj autoru. Ako je uključeno kršenje autorskih prava, obratite se da biste uklonili.
Post Vrijeme: ožujak-05-2024