CW lāzers un QCW lāzers metināšanā

Enerģijas sadalījuma īpašības

Ievērojams CW lāzeru atribūts ir viņu Gausa enerģijas sadalījums, kurā lāzera staru šķērsgriezuma enerģijas sadalījums no centra samazinās uz āru Gausa (normāla sadalījuma) modelī. Šis sadalījuma raksturlielums ļauj CW lāzeriem sasniegt īpaši augstu fokusēšanas precizitāti un apstrādes efektivitāti, īpaši lietojumos, kuriem nepieciešama koncentrēta enerģijas izvietošana.

CW lāzera enerģijas sadalījuma diagramma

Nepārtraukta viļņa (CW) lāzera metināšanas priekšrocības

Mikrostruktūras perspektīva

Pārbaudot metālu mikrostruktūru, tiek atklātas nepārtraukta viļņa (CW) lāzera metināšanas priekšrocības virs kvazi nepārtraukta viļņa (QCW) impulsa metināšanas. QCW impulsa metināšana, ko ierobežo tā frekvences robeža, parasti ap 500Hz, saskaras ar kompromisu starp pārklāšanās ātrumu un iespiešanās dziļumu. Zems pārklāšanās ātrums rada nepietiekamu dziļumu, turpretī augsts pārklāšanās ātrums ierobežo metināšanas ātrumu, samazinot efektivitāti. Turpretī CW lāzera metināšana, izvēloties atbilstošus lāzera serdes diametru un metināšanas galviņas, sasniedz efektīvu un nepārtrauktu metināšanu. Šī metode izrādās īpaši uzticama lietojumprogrammās, kurām nepieciešama augsta blīvējuma integritāte.

Siltuma ietekmes apsvēršana

No termiskās trieciena viedokļa QCW impulsa lāzera metināšana cieš no pārklāšanās jautājuma, izraisot atkārtotu metinātās šuves sildīšanu. Tas var izraisīt neatbilstības starp metāla mikrostruktūru un sākotnējo materiālu, ieskaitot dislokācijas lieluma un dzesēšanas ātruma izmaiņas, tādējādi palielinot plaisāšanas risku. No otras puses, CW lāzera metināšana izvairās no šī jautājuma, nodrošinot vienveidīgāku un nepārtrauktu apkures procesu.

Pielāgošanas vieglums

Darbības un pielāgošanas ziņā QCW lāzera metināšana prasa rūpīgu vairāku parametru noregulēšanu, ieskaitot impulsa atkārtošanās frekvenci, maksimālo jaudu, impulsa platumu, darba ciklu un daudz ko citu. CW lāzera metināšana vienkāršo pielāgošanas procesu, galvenokārt koncentrējoties uz viļņu formas, ātruma, jaudas un defokusa daudzumu, ievērojami atvieglojot darbības grūtības.

Tehnoloģiskais progress CW lāzera metināšanā

Kaut arī QCW lāzera metināšana ir pazīstama ar savu augsto maksimālo jaudu un zemo termisko ieeju, labvēlīgu, lai metinātu siltumenerģiju, un īpaši plānas sienas materiālus, CW lāzera metināšanas tehnoloģijas sasniegumi, īpaši lieljaudas lietojumprogrammām (parasti virs 500 vatiem) un dziļas iespiešanās metināšanas pamatā ir atslēgas cauruma efekts, ir ievērojami paplašināts tā piemērotība un efektivitāte. Šis lāzera veids ir īpaši piemērots materiāliem, kas ir biezāki par 1 mm, sasniedzot augstu malu attiecību (virs 8: 1), neskatoties uz salīdzinoši lielo siltuma ieeju.

Kvazi nepārtraukta viļņa (QCW) lāzera metināšana

Fokusēts enerģijas sadalījums

QCW, kas stāv par "gandrīz nepārtrauktu viļņu", ir lāzera tehnoloģija, kurā lāzers izstaro gaismu nepārtraukti, kā parādīts attēlā A. Atšķirībā no vienveidīga viena režīma nepārtrauktu lāzeru enerģijas sadalījuma, QCW lāzeri blīvāk koncentrē savu enerģiju. Šis raksturlielums piešķir QCW lāzeriem augstāku enerģijas blīvumu, kas pārvēršas spēcīgākās iespiešanās iespējas. Rezultātā iegūtais metalurģiskais efekts ir līdzīgs "nagu" formai ar ievērojamu dziļuma un platuma attiecību, ļaujot QCW lāzeriem izcelties lietojumos, kas saistīti ar augstas refleksijas sakausējumiem, karstumizturīgiem materiāliem un precizitātes mikro-miglošanu.

Pastiprināta stabilitāte un samazināta plūme traucējumi

Viena no izteiktajām QCW lāzera metināšanas priekšrocībām ir tā spēja mazināt metāla plūmes ietekmi uz materiāla absorbcijas ātrumu, izraisot stabilāku procesu. Lāzera un materiāla mijiedarbības laikā intensīva iztvaikošana var radīt metāla tvaiku un plazmas maisījumu virs kausējuma baseina, ko parasti sauc par metāla plūmi. Šis plūme var pasargāt materiāla virsmu no lāzera, izraisot nestabilu enerģijas piegādi un tādus defektus kā izšļakstīšana, sprādziena punkti un bedres. Tomēr QCW lāzeru periodiskā emisija (piemēram, 5 ms pārsprāgums, kam seko 10 ms pauze), tiek nodrošināts, ka katrs lāzera impulss sasniedz materiāla virsmu, kas neietekmē metāla plūsmai, kā rezultātā tiek iegūts īpaši stabils metināšanas process, īpaši izdevīgs plānas loksnes metināšanai.

Stabila kausēšanas baseina dinamika

Kausēšanas fonda dinamika, it īpaši attiecībā uz spēkiem, kas darbojas uz atslēgas cauruma, ir izšķiroša, nosakot metināšanas kvalitāti. Nepārtrauktiem lāzeriem, ņemot vērā to ilgstošo iedarbību un lielākās siltuma skartajās zonās, ir tendence radīt lielākus kausējuma baseinus, kas piepildīti ar šķidru metālu. Tas var izraisīt defektus, kas saistīti ar lieliem kausēšanas baseiniem, piemēram, atslēgas cauruma sabrukumu. Turpretī QCW lāzera metināšanas fokusētā enerģija un īsāks mijiedarbības laiks koncentrē kausējuma baseinu ap atslēgas caurumu, kā rezultātā rodas vienveidīgāks spēka sadalījums un zemāks porainības, plaisāšanas un izšļakstīšanās biežums.