Mag-subscribe sa aming Social Media para sa mga Post na Mabilis
Patuloy na Alon na Laser
Ang CW, isang akronim para sa "Continuous Wave," ay tumutukoy sa mga sistema ng laser na may kakayahang magbigay ng tuluy-tuloy na output ng laser habang ginagamit. Nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang kakayahang magpalabas ng laser nang tuluy-tuloy hanggang sa tumigil ang operasyon, ang mga CW laser ay nakikilala sa pamamagitan ng kanilang mas mababang peak power at mas mataas na average power kumpara sa iba pang mga uri ng laser.
Malawak na Aplikasyon
Dahil sa kanilang katangiang patuloy na output, ang mga CW laser ay malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng pagputol ng metal at pagwelding ng tanso at aluminyo, na ginagawa silang kabilang sa mga pinakakaraniwan at malawakang ginagamit na uri ng laser. Ang kanilang kakayahang maghatid ng matatag at pare-parehong output ng enerhiya ay nagbibigay sa kanila ng napakahalagang halaga sa parehong mga senaryo ng precision processing at mass production.
Mga Parameter ng Pagsasaayos ng Proseso
Ang pagsasaayos ng isang CW laser para sa pinakamainam na pagganap ng proseso ay kinabibilangan ng pagtuon sa ilang mahahalagang parametro, kabilang ang power waveform, dami ng defocus, beam spot diameter, at bilis ng pagproseso. Ang tumpak na pag-tune ng mga parametrong ito ay mahalaga para sa pagkamit ng pinakamahusay na resulta ng pagproseso, na tinitiyak ang kahusayan at kalidad sa mga operasyon ng laser machining.
Diagram ng Patuloy na Enerhiya ng Laser
Mga Katangian ng Pamamahagi ng Enerhiya
Isang kapansin-pansing katangian ng mga CW laser ay ang kanilang Gaussian energy distribution, kung saan ang energy distribution ng cross-section ng laser beam ay lumiliit mula sa gitna palabas sa isang Gaussian (normal distribution) pattern. Ang katangiang ito ng distribusyon ay nagbibigay-daan sa mga CW laser na makamit ang napakataas na focusing precision at processing efficiency, lalo na sa mga aplikasyon na nangangailangan ng concentrated energy deployment.
Dayagram ng Pamamahagi ng Enerhiya ng CW Laser
Mga Bentahe ng Continuous Wave (CW) Laser Welding
Perspektibong Mikroistruktural
Ang pagsusuri sa microstructure ng mga metal ay nagpapakita ng mga natatanging bentahe ng Continuous Wave (CW) laser welding kumpara sa Quasi-Continuous Wave (QCW) pulse welding. Ang QCW pulse welding, na nililimitahan ng limitasyon ng frequency nito, karaniwang nasa bandang 500Hz, ay nahaharap sa isang trade-off sa pagitan ng overlap rate at penetration depth. Ang mababang overlap rate ay nagreresulta sa hindi sapat na depth, samantalang ang mataas na overlap rate ay naghihigpit sa bilis ng welding, na binabawasan ang kahusayan. Sa kabaligtaran, ang CW laser welding, sa pamamagitan ng pagpili ng naaangkop na diameter ng laser core at welding heads, ay nakakamit ng mahusay at tuluy-tuloy na welding. Ang pamamaraang ito ay napatunayang partikular na maaasahan sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na seal integrity.
Pagsasaalang-alang sa Epekto ng Thermal
Mula sa pananaw ng thermal impact, ang QCW pulse laser welding ay nagdurusa sa isyu ng overlap, na humahantong sa paulit-ulit na pag-init ng weld seam. Maaari itong magdulot ng mga hindi pagkakapare-pareho sa pagitan ng microstructure ng metal at ng parent material, kabilang ang mga pagkakaiba-iba sa laki ng dislocation at mga rate ng paglamig, kaya pinapataas ang panganib ng pagbitak. Sa kabilang banda, naiiwasan ng CW laser welding ang isyung ito sa pamamagitan ng pagbibigay ng mas pare-pareho at tuluy-tuloy na proseso ng pag-init.
Kadalian ng Pagsasaayos
Sa usapin ng operasyon at pagsasaayos, ang QCW laser welding ay nangangailangan ng masusing pag-tune ng ilang mga parameter, kabilang ang pulse repetition frequency, peak power, pulse width, duty cycle, at marami pang iba. Pinapasimple ng CW laser welding ang proseso ng pagsasaayos, na pangunahing nakatuon sa waveform, bilis, lakas, at dami ng defocus, na lubos na nagpapagaan sa kahirapan sa operasyon.
Pag-unlad ng Teknolohiya sa CW Laser Welding
Bagama't kilala ang QCW laser welding dahil sa mataas na peak power at mababang thermal input nito, na kapaki-pakinabang para sa pagwelding ng mga bahaging sensitibo sa init at mga materyales na lubhang manipis ang dingding, ang mga pagsulong sa teknolohiya ng CW laser welding, lalo na para sa mga aplikasyon na may mataas na kapangyarihan (karaniwang higit sa 500 watts) at deep penetration welding batay sa keyhole effect, ay lubos na nagpalawak ng saklaw at kahusayan ng aplikasyon nito. Ang ganitong uri ng laser ay partikular na angkop para sa mga materyales na mas makapal sa 1mm, na nakakamit ng mataas na aspect ratio (higit sa 8:1) sa kabila ng medyo mataas na heat input.
Pagwelding ng Laser na Quasi-Continuous Wave (QCW)
Nakatuon na Pamamahagi ng Enerhiya
Ang QCW, na nangangahulugang "Quasi-Continuous Wave," ay kumakatawan sa isang teknolohiya ng laser kung saan ang laser ay naglalabas ng liwanag sa isang hindi tuluy-tuloy na paraan, gaya ng inilalarawan sa pigura a. Hindi tulad ng pare-parehong distribusyon ng enerhiya ng mga single-mode continuous laser, ang mga QCW laser ay mas siksik na nagko-concentrate ng kanilang enerhiya. Ang katangiang ito ay nagbibigay sa mga QCW laser ng superior na densidad ng enerhiya, na isinasalin sa mas malakas na kakayahan sa pagtagos. Ang nagreresultang metalurhikong epekto ay katulad ng hugis ng "kuko" na may malaking ratio ng lalim-sa-lapad, na nagpapahintulot sa mga QCW laser na maging mahusay sa mga aplikasyon na kinasasangkutan ng mga high-reflectance alloy, mga materyales na sensitibo sa init, at precision micro-welding.
Pinahusay na Katatagan at Nabawasang Panghihimasok ng Plume
Isa sa mga kitang-kitang bentahe ng QCW laser welding ay ang kakayahan nitong pagaanin ang mga epekto ng metal plume sa absorption rate ng materyal, na humahantong sa mas matatag na proseso. Sa panahon ng interaksyon ng laser-material, ang matinding pagsingaw ay maaaring lumikha ng pinaghalong metal vapor at plasma sa ibabaw ng melt pool, na karaniwang tinutukoy bilang metal plume. Ang plume na ito ay maaaring protektahan ang ibabaw ng materyal mula sa laser, na nagdudulot ng hindi matatag na paghahatid ng kuryente at mga depekto tulad ng spatter, explosion points, at mga hukay. Gayunpaman, ang paulit-ulit na paglabas ng mga QCW laser (hal., isang 5ms burst na sinusundan ng 10ms pause) ay tinitiyak na ang bawat laser pulse ay umaabot sa ibabaw ng materyal nang hindi naaapektuhan ng metal plume, na nagreresulta sa isang kapansin-pansing matatag na proseso ng hinang, partikular na kapaki-pakinabang para sa thin-sheet welding.
Dinamika ng Matatag na Melt Pool
Ang dinamika ng melt pool, lalo na sa mga puwersang kumikilos sa keyhole, ay mahalaga sa pagtukoy ng kalidad ng hinang. Ang mga continuous laser, dahil sa kanilang matagal na pagkakalantad at mas malalaking sona na apektado ng init, ay may posibilidad na lumikha ng mas malalaking melt pool na puno ng likidong metal. Maaari itong humantong sa mga depekto na nauugnay sa malalaking melt pool, tulad ng pagguho ng keyhole. Sa kabaligtaran, ang nakatutok na enerhiya at mas maikling oras ng interaksyon ng QCW laser welding ay nagko-concentrate sa melt pool sa paligid ng keyhole, na nagreresulta sa mas pantay na distribusyon ng puwersa at mas mababang insidente ng porosity, pagbibitak, at pagtalsik.
Pinaliit na Sona na Naapektuhan ng Init (HAZ)
Ang patuloy na laser welding ay nagpapailalim sa mga materyales sa patuloy na init, na humahantong sa malaking thermal conduction sa materyal. Maaari itong magdulot ng hindi kanais-nais na thermal deformation at mga depektong dulot ng stress sa manipis na mga materyales. Ang mga QCW laser, dahil sa kanilang paulit-ulit na operasyon, ay nagbibigay-daan sa mga materyales na lumamig, kaya binabawasan ang heat-affected zone at thermal input. Dahil dito, ang QCW laser welding ay partikular na angkop para sa manipis na mga materyales at sa mga bahaging malapit sa heat-sensitive.
Mas Mataas na Lakas ng Tugatog
Sa kabila ng pagkakaroon ng parehong average na lakas gaya ng mga continuous laser, ang mga QCW laser ay nakakamit ng mas mataas na peak power at energy densities, na nagreresulta sa mas malalim na pagtagos at mas malakas na kakayahan sa pag-welding. Ang bentaheng ito ay partikular na kitang-kita sa pag-welding ng manipis na mga sheet ng tanso at aluminum alloys. Sa kabaligtaran, ang mga continuous laser na may parehong average na lakas ay maaaring hindi makagawa ng marka sa ibabaw ng materyal dahil sa mas mababang energy density, na humahantong sa reflection. Ang mga high-power continuous laser, habang may kakayahang tunawin ang materyal, ay maaaring makaranas ng matinding pagtaas sa absorption rate pagkatapos ng pagkatunaw, na nagiging sanhi ng hindi makontrol na melt depth at thermal input, na hindi angkop para sa thin-sheet welding at maaaring magresulta sa alinman sa kawalan ng marka o burn-through, na hindi nakakatugon sa mga kinakailangan sa proseso.
Paghahambing ng mga resulta ng hinang sa pagitan ng mga laser na CW at QCW
a. Patuloy na Alon (CW) na Laser:
- Hitsura ng kuko na tinatakan ng laser
- Hitsura ng tuwid na hinang na tahi
- Diagram ng eskematiko ng emisyon ng laser
- Paayon na cross-section
b. Mala-Tuloy-tuloy na Alon (QCW) Laser:
- Hitsura ng kuko na tinatakan ng laser
- Hitsura ng tuwid na hinang na tahi
- Diagram ng eskematiko ng emisyon ng laser
- Paayon na cross-section
- * Pinagmulan: Artikulo ni Willdong, sa pamamagitan ng WeChat Public Account na LaserLWM.
- * Link ng orihinal na artikulo: https://mp.weixin.qq.com/s/8uCC5jARz3dcgP4zusu-FA.
- Ang nilalaman ng artikulong ito ay para lamang sa mga layunin ng pag-aaral at komunikasyon, at ang lahat ng karapatang-ari ay pagmamay-ari ng orihinal na may-akda. Kung may sangkot na paglabag sa karapatang-ari, mangyaring makipag-ugnayan upang alisin.
Oras ng pag-post: Mar-05-2024