Pretplatite se na naše društvene mreže za brzu objavu
Kontinualni talasni laser
CW, akronim za "Continuous Wave", odnosi se na laserske sisteme koji mogu pružiti neprekidan laserski izlaz tokom rada. Karakterizirani svojom sposobnošću da neprekidno emituju laser do prestanka rada, CW laseri se razlikuju po nižoj vršnoj snazi i višoj prosječnoj snazi u odnosu na druge vrste lasera.
Široki raspon aplikacija
Zbog svoje karakteristike kontinuiranog izlaza, CW laseri nalaze široku upotrebu u poljima kao što su rezanje metala i zavarivanje bakra i aluminija, što ih čini među najčešćim i široko primijenjenim vrstama lasera. Njihova sposobnost da isporuče stabilan i konzistentan izlaz energije čini ih neprocjenjivim i u scenarijima preciznog obrada i masovne proizvodnje.
Parametri podešavanja procesa
Podešavanje CW lasera za optimalne performanse procesa uključuje fokusiranje na nekoliko ključnih parametara, uključujući talasni oblik snage, količinu defokusa, prečnik tačke snopa i brzinu obrade. Precizno podešavanje ovih parametara je ključno za postizanje najboljih rezultata obrade, osiguravajući efikasnost i kvalitet u operacijama laserske obrade.
Kontinualni laserski energetski dijagram
Karakteristike distribucije energije
Značajan atribut CW lasera je njihova Gausova raspodjela energije, gdje se raspodjela energije poprečnog presjeka laserskog snopa smanjuje od centra prema van u Gaussovom (normalnom) uzorku. Ova karakteristika distribucije omogućava CW laserima da postignu izuzetno visoku preciznost fokusiranja i efikasnost obrade, posebno u aplikacijama koje zahtevaju koncentrisanu energiju.
Dijagram raspodjele energije CW lasera
Prednosti kontinuiranog (CW) laserskog zavarivanja
Mikrostrukturna perspektiva
Ispitivanje mikrostrukture metala otkriva jasne prednosti zavarivanja kontinuiranim talasom (CW) laserom u odnosu na kvazi-kontinuirano talasno (QCW) pulsno zavarivanje. QCW impulsno zavarivanje, ograničeno granicom frekvencije, obično oko 500Hz, suočava se s kompromisom između stope preklapanja i dubine prodiranja. Niska stopa preklapanja rezultira nedovoljnom dubinom, dok visoka stopa preklapanja ograničava brzinu zavarivanja, smanjujući efikasnost. Nasuprot tome, CW lasersko zavarivanje, izborom odgovarajućih prečnika laserskog jezgra i glava za zavarivanje, postiže efikasno i kontinuirano zavarivanje. Ova metoda se pokazuje posebno pouzdanom u aplikacijama koje zahtijevaju visok integritet zaptivanja.
Razmatranje termičkog uticaja
Sa stajališta termičkog utjecaja, QCW pulsno lasersko zavarivanje pati od problema preklapanja, što dovodi do ponovnog zagrijavanja zavarenog šava. Ovo može dovesti do nedosljednosti između mikrostrukture metala i osnovnog materijala, uključujući varijacije u veličini dislokacija i brzinama hlađenja, čime se povećava rizik od pucanja. CW lasersko zavarivanje, s druge strane, izbjegava ovaj problem pružajući ujednačeniji i kontinuiraniji proces zagrijavanja.
Jednostavnost podešavanja
U smislu rada i podešavanja, QCW lasersko zavarivanje zahtijeva pažljivo podešavanje nekoliko parametara, uključujući frekvenciju ponavljanja impulsa, vršnu snagu, širinu impulsa, radni ciklus i još mnogo toga. CW lasersko zavarivanje pojednostavljuje proces podešavanja, fokusirajući se uglavnom na valni oblik, brzinu, snagu i količinu defokusiranja, značajno olakšavajući poteškoće u radu.
Tehnološki napredak u CW laserskom zavarivanju
Dok je QCW lasersko zavarivanje poznato po svojoj visokoj vršnoj snazi i niskom toplotnom unosu, što je korisno za zavarivanje komponenti osjetljivih na toplinu i materijala ekstremno tankih stijenki, napredak u tehnologiji CW laserskog zavarivanja, posebno za aplikacije velike snage (obično iznad 500 vati) i Zavarivanje dubokog prodiranja zasnovano na efektu ključaonice, značajno je proširilo svoj opseg primjene i efikasnost. Ovaj tip lasera je posebno prikladan za materijale deblje od 1 mm, postižući visoke omjere (preko 8:1) uprkos relativno velikom unosu topline.
Lasersko zavarivanje na kvazi-kontinuiranom talasu (QCW).
Fokusirana distribucija energije
QCW, što znači "kvazi-kontinuirani talas", predstavlja lasersku tehnologiju gde laser emituje svetlost na diskontinualni način, kao što je prikazano na slici a. Za razliku od ujednačene raspodjele energije monomodnih kontinuiranih lasera, QCW laseri gušće koncentrišu svoju energiju. Ova karakteristika daje QCW laserima superiornu gustoću energije, što se prevodi u jače sposobnosti penetracije. Rezultirajući metalurški efekat je sličan obliku "čavla" sa značajnim omjerom dubine i širine, što omogućava QCW laserima da se istaknu u primjenama koje uključuju legure visoke refleksije, materijale osjetljive na toplinu i precizno mikro zavarivanje.
Poboljšana stabilnost i smanjene smetnje pljuska
Jedna od izraženih prednosti QCW laserskog zavarivanja je njegova sposobnost da ublaži efekte metalnog oblaka na brzinu apsorpcije materijala, što dovodi do stabilnijeg procesa. Tokom interakcije lasera i materijala, intenzivno isparavanje može stvoriti mješavinu metalne pare i plazme iznad bazena taline, koji se obično naziva metalnim oblakom. Ova perjanica može zaštititi površinu materijala od lasera, uzrokujući nestabilnu isporuku energije i defekte kao što su prskanje, tačke eksplozije i jame. Međutim, isprekidana emisija QCW lasera (npr. prasak od 5 ms nakon čega slijedi pauza od 10 ms) osigurava da svaki laserski impuls dostigne površinu materijala bez utjecaja metalnog oblaka, što rezultira izrazito stabilnim procesom zavarivanja, posebno pogodnim za zavarivanje tankih limova.
Stabilna dinamika taline
Dinamika bazena taline, posebno u smislu sila koje djeluju na ključaonicu, ključna je u određivanju kvalitete šava. Kontinuirani laseri, zbog svoje produžene ekspozicije i većih zona pod utjecajem topline, imaju tendenciju da stvaraju veće bazene taline ispunjene tekućim metalom. To može dovesti do kvarova povezanih s velikim bazenima taline, kao što je urušavanje ključaonice. Nasuprot tome, fokusirana energija i kraće vrijeme interakcije QCW laserskog zavarivanja koncentrišu bazen taline oko ključaonice, što rezultira ujednačenijom raspodjelom sile i manjom pojavom poroznosti, pucanja i prskanja.
Minimizirana zona pogođena toplinom (HAZ)
Kontinuirano lasersko zavarivanje izlaže materijale trajnoj toploti, što dovodi do značajnog toplotnog provođenja u materijal. To može uzrokovati neželjene toplinske deformacije i defekte uzrokovane naprezanjem u tankim materijalima. QCW laseri, sa svojim isprekidanim radom, dozvoljavaju materijalima da se ohlade, čime se minimizira zona pod utjecajem topline i toplinski unos. To čini QCW lasersko zavarivanje posebno pogodnim za tanke materijale i one u blizini komponenti osjetljivih na toplinu.
Veća vršna snaga
Uprkos tome što imaju istu prosječnu snagu kao kontinuirani laseri, QCW laseri postižu veće vršne snage i gustoće energije, što rezultira dubljim prodiranjem i jačim mogućnostima zavarivanja. Ova prednost je posebno izražena kod zavarivanja tankih limova od legura bakra i aluminijuma. Nasuprot tome, kontinuirani laseri sa istom prosječnom snagom možda neće uspjeti ostaviti trag na površini materijala zbog manje gustine energije, što dovodi do refleksije. Kontinuirani laseri velike snage, iako su sposobni da otape materijal, mogu doživjeti naglo povećanje brzine apsorpcije nakon topljenja, uzrokujući nekontroliranu dubinu taljenja i toplinski unos, što je neprikladno za zavarivanje tankih limova i može rezultirati ili bez oznaka ili izgaranjem. -kroz, neispunjavanje zahtjeva procesa.
Poređenje rezultata zavarivanja između CW i QCW lasera
a. Laser s kontinuiranim talasom (CW):
- Izgled laserski zapečaćenog nokta
- Izgled ravnog zavarenog šava
- Šematski dijagram laserske emisije
- Uzdužni poprečni presjek
b. Kvazi-kontinualni talasni (QCW) laser:
- Izgled laserski zapečaćenog nokta
- Izgled ravnog zavarenog šava
- Šematski dijagram laserske emisije
- Uzdužni poprečni presjek
- * Izvor: članak Willdong, preko WeChat javnog naloga LaserLWM.
- * Originalni link na članak: https://mp.weixin.qq.com/s/8uCC5jARz3dcgP4zusu-FA.
- Sadržaj ovog članka je samo u svrhu učenja i komunikacije, a sva autorska prava pripadaju originalnom autoru. Ako je u pitanju kršenje autorskih prava, molimo kontaktirajte da uklonite.
Vrijeme objave: Mar-05-2024