CW laser i QCW laser u zavarivanju

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 gustinu 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 praćen pauzom 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 ravnomjernijom raspodjelom sile i manjom pojavom poroznosti, pucanja i prskanja.