Liitu meie sotsiaalmeediaga, et saada kiireid postitusi
Pidevlaine laser
CW, mis on lühend sõnadest "Continuous Wave" (pidev laine), viitab lasersüsteemidele, mis on võimelised töötamise ajal katkematut laserkiirgust pakkuma. CW-lasereid iseloomustab võime kiirata laserit pidevalt kuni töö lõpetamiseni ning nad eristuvad teist tüüpi laseritest madalama tippvõimsuse ja kõrgema keskmise võimsuse poolest.
Lai valik rakendusi
Tänu pidevale väljundvõimsusele leiavad CW-laserid laialdast kasutust sellistes valdkondades nagu metalli lõikamine ning vase ja alumiiniumi keevitamine, mis teeb neist ühed kõige levinumad ja laialdasemalt kasutatavad laserid. Nende võime pakkuda stabiilset ja järjepidevat energiaväljundit muudab need hindamatuks nii täppistöötluses kui ka masstootmises.
Protsessi reguleerimise parameetrid
Optimaalse protsessi jõudluse saavutamiseks pideva lainega laseri reguleerimine hõlmab keskendumist mitmele põhiparameetrile, sealhulgas võimsuslainekujule, defokuseerimise hulgale, kiire täpi läbimõõdule ja töötlemiskiirusele. Nende parameetrite täpne häälestamine on parimate töötlemistulemuste saavutamiseks kriitilise tähtsusega, tagades lasertöötlustoimingute efektiivsuse ja kvaliteedi.
Pideva laserenergia diagramm
Energiajaotuse omadused
CW-laserite tähelepanuväärne omadus on nende Gaussi energiajaotus, kus laserkiire ristlõike energiajaotus väheneb keskpunktist väljapoole Gaussi (normaaljaotuse) mustri järgi. See jaotusomadus võimaldab CW-laseritel saavutada äärmiselt kõrge fokuseerimistäpsuse ja töötlemistõhususe, eriti rakendustes, mis nõuavad kontsentreeritud energia kasutamist.
CW laserenergia jaotusdiagramm
Pidevlaine (CW) laserkeevituse eelised
Mikrostruktuuriline perspektiiv
Metallide mikrostruktuuri uurimine näitab pidevlaine (CW) laserkeevituse selgeid eeliseid kvaasipidevlaine (QCW) impulsskeevituse ees. QCW impulsskeevitus, mille sageduspiir on tavaliselt umbes 500 Hz, seisab silmitsi kompromissiga kattuvuse määra ja läbitungimissügavuse vahel. Madal kattuvuse määr toob kaasa ebapiisava sügavuse, samas kui kõrge kattuvuse määr piirab keevituskiirust, vähendades efektiivsust. Seevastu CW laserkeevitus saavutab sobivate lasersüdamiku läbimõõtude ja keevituspeade valiku abil tõhusa ja pideva keevituse. See meetod osutub eriti usaldusväärseks rakendustes, mis nõuavad suurt tihendi terviklikkust.
Termilise mõju kaalutlus
Termilise löögi seisukohast on QCW impulsslaserkeevituse puhul probleemiks kattumine, mis viib keevisõmbluse korduva kuumenemiseni. See võib tekitada ebakõlasid metalli mikrostruktuuri ja põhimaterjali vahel, sealhulgas dislokatsioonide suuruse ja jahutuskiiruse erinevusi, suurendades seeläbi pragunemise ohtu. CW laserkeevitus seevastu väldib seda probleemi, pakkudes ühtlasemat ja pidevamat kuumenemisprotsessi.
Kohandamise lihtsus
Töö ja reguleerimise osas nõuab QCW-laserkeevitus mitme parameetri, sealhulgas impulsi kordussageduse, tippvõimsuse, impulsi laiuse, töötsükli ja muu hoolikat häälestamist. CW-laserkeevitus lihtsustab reguleerimisprotsessi, keskendudes peamiselt lainekujule, kiirusele, võimsusele ja fookuse hägususele, vähendades oluliselt töö raskusi.
Tehnoloogiline areng pideva lainega laserkeevituses
Kuigi QCW-laserkeevitus on tuntud oma suure tippvõimsuse ja madala soojuskoormuse poolest, mis on kasulik kuumustundlike komponentide ja äärmiselt õhukeseinaliste materjalide keevitamisel, on pideva lainega laserkeevitustehnoloogia edusammud, eriti suure võimsusega rakenduste (tavaliselt üle 500 vati) ja võtmeaugu efektil põhineva sügavläbitungiva keevituse puhul, oluliselt laiendanud selle rakendusala ja efektiivsust. Seda tüüpi laser sobib eriti hästi materjalidele, mis on paksemad kui 1 mm, saavutades vaatamata suhteliselt suurele soojuskoormusele kõrge külgsuhte (üle 8:1).
Kvaasipideva lainega (QCW) laserkeevitus
Fokuseeritud energiajaotus
QCW, mis tähistab "kvaasipidevat lainet" ("Quasi-Continuous Wave"), tähistab lasertehnoloogiat, kus laser kiirgab valgust katkendlikult, nagu on kujutatud joonisel a. Erinevalt ühemoodiliste pidevlaserite ühtlasest energiajaotusest koondavad QCW-laserid oma energia tihedamalt. See omadus annab QCW-laseritele parema energiatiheduse, mis omakorda suurendab läbitungimisvõimet. Saadud metallurgiline efekt sarnaneb "naela" kujule, millel on märkimisväärne sügavuse ja laiuse suhe, mis võimaldab QCW-laseritel silma paista rakendustes, mis hõlmavad suure peegeldusega sulameid, kuumustundlikke materjale ja täppis-mikrokeevitust.
Täiustatud stabiilsus ja vähendatud suitsupilvede interferents
Üks QCW-laserkeevituse ilmseid eeliseid on võime leevendada metallipilve mõju materjali neeldumiskiirusele, mis viib stabiilsema protsessini. Laseri ja materjali interaktsiooni ajal võib intensiivne aurustumine tekitada sulamisbasseini kohale metalliauru ja plasma segu, mida tavaliselt nimetatakse metallipilveks. See pilk võib materjali pinda laseri eest kaitsta, põhjustades ebastabiilset energiaülekannet ja defekte, nagu pritsmed, plahvatuskohad ja süvendid. QCW-laserite vahelduv kiirgus (nt 5 ms purske, millele järgneb 10 ms paus) tagab aga, et iga laserimpulss jõuab materjali pinnale metallipilvest mõjutamata, mille tulemuseks on märkimisväärselt stabiilne keevitusprotsess, mis on eriti kasulik õhukese lehtmetalli keevitamisel.
Stabiilne sulabasseini dünaamika
Sulamisbasseini dünaamika, eriti võtmeaugule mõjuvate jõudude osas, on keevisõmbluse kvaliteedi määramisel ülioluline. Pideva tööga laserid kipuvad oma pikaajalise kokkupuute ja suuremate kuumusest mõjutatud tsoonide tõttu looma suuremaid sulamisbasseine, mis on täidetud vedela metalliga. See võib viia suurte sulamisbasseinidega seotud defektideni, näiteks võtmeaugu kokkuvarisemiseni. Seevastu QCW-laserkeevituse fokuseeritud energia ja lühem interaktsiooniaeg koondavad sulamisbasseini võtmeaugu ümber, mille tulemuseks on ühtlasem jõujaotus ning väiksem poorsuse, pragunemise ja pritsmete esinemissagedus.
Minimeeritud kuumusest mõjutatud tsoon (HAZ)
Pidev laserkeevitus allutab materjalid pidevale kuumusele, mis viib materjali märkimisväärse soojusjuhtivuseni. See võib õhukestes materjalides põhjustada soovimatut termilist deformatsiooni ja pingetest tingitud defekte. QCW-laserid võimaldavad oma vahelduva töötamisega materjalidel jahtuda, minimeerides seeläbi kuumusest mõjutatud tsooni ja termilist sisendit. See muudab QCW-laserkeevituse eriti sobivaks õhukeste materjalide ja kuumustundlike komponentide läheduses asuvate materjalide jaoks.
Kõrgem tippvõimsus
Kuigi QCW-laserite keskmine võimsus on sama kui pidevlaseritel, saavutavad nad suurema tippvõimsuse ja energiatiheduse, mis tagab sügavama läbitungimise ja tugevama keevitusvõime. See eelis on eriti ilmne vase- ja alumiiniumisulamite õhukeste lehtmetallide keevitamisel. Seevastu sama keskmise võimsusega pidevlaserid ei pruugi madalama energiatiheduse tõttu materjali pinnale jälge jätta, mis viib peegeldumiseni. Suure võimsusega pidevlaserid, kuigi suudavad materjali sulatada, võivad pärast sulamist neeldumiskiiruse järsult suureneda, põhjustades kontrollimatut sulamissügavust ja termilist sisendit, mis ei sobi õhukese lehtmetalli keevitamiseks ning võib põhjustada jälgede puudumist või läbipõlemist, mis ei vasta protsessi nõuetele.
Keevitustulemuste võrdlus CW ja QCW laserite vahel
a. Pidevlaine (CW) laser:
- Lasertihendusega küüne välimus
- Sirge keevisõmbluse välimus
- Laseri emissiooni skemaatiline diagramm
- Pikisuunaline ristlõige
b. Kvaasipidevlaine (QCW) laser:
- Lasertihendusega küüne välimus
- Sirge keevisõmbluse välimus
- Laseri emissiooni skemaatiline diagramm
- Pikisuunaline ristlõige
- * Allikas: Willdongi artikkel WeChat Public Account LaserLWM kaudu.
- * Algse artikli link: https://mp.weixin.qq.com/s/8uCC5jARz3dcgP4zusu-FA.
- Selle artikli sisu on esitatud ainult õppe- ja suhtluse eesmärgil ning kõik autoriõigused kuuluvad algsele autorile. Autoriõiguste rikkumise korral võtke palun eemaldamiseks ühendust.
Postituse aeg: 05.03.2024