CW ласер и QCW ласер во заварување

Карактеристики на дистрибуција на енергија

Забележителен атрибут на CW ласерите е нивната Гаусова дистрибуција на енергија, каде што распределбата на енергијата на пресекот на ласерскиот зрак се намалува од центарот нанадвор во Гаусова шема (нормална дистрибуција). Оваа карактеристика на дистрибуција им овозможува на CW ласерите да постигнат екстремно висока прецизност на фокусирање и ефикасност на обработката, особено во апликации кои бараат распоредување на концентрирана енергија.

Дијаграм за дистрибуција на ласерска енергија CW

Предности на ласерско заварување со континуирани бранови (CW).

Микроструктурна перспектива

Испитувањето на микроструктурата на металите открива посебни предности на ласерското заварување со континуиран бран (CW) во однос на импулсното заварување со квази-континуирани бранови (QCW). QCW импулсното заварување, ограничено од неговата граница на фреквенција, обично околу 500 Hz, се соочува со компромис помеѓу стапката на преклопување и длабочината на пенетрација. Ниската стапка на преклопување резултира со недоволна длабочина, додека високата стапка на преклопување ја ограничува брзината на заварување, намалувајќи ја ефикасноста. Спротивно на тоа, CW ласерското заварување, преку избор на соодветни дијаметри на ласерски јадра и глави за заварување, постигнува ефикасно и континуирано заварување. Овој метод се покажува особено сигурен во апликации кои бараат висок интегритет на заптивките.

Разгледување на термичко влијание

Од гледна точка на термичко влијание, QCW импулсното ласерско заварување страда од проблемот на преклопување, што доведува до постојано загревање на спојот на заварот. Ова може да внесе недоследности помеѓу микроструктурата на металот и основниот материјал, вклучувајќи варијации во големини на дислокација и стапки на ладење, со што се зголемува ризикот од пукање. CW ласерското заварување, од друга страна, го избегнува ова прашање со обезбедување на порамномерен и континуиран процес на загревање.

Леснотија на прилагодување

Во однос на работата и прилагодувањето, QCW ласерското заварување бара прецизно подесување на неколку параметри, вклучувајќи ја фреквенцијата на повторување на пулсот, врвната моќност, ширината на пулсот, работниот циклус и многу повеќе. CW ласерското заварување го поедноставува процесот на прилагодување, фокусирајќи се главно на брановата форма, брзината, моќноста и количината на дефокусирање, што значително ја олеснува оперативната тешкотија.

Технолошки напредок во CW ласерско заварување

Додека QCW ласерското заварување е познато по својата висока врвна моќност и низок термички влез, корисно за заварување на компоненти чувствителни на топлина и материјали со екстремно тенок ѕид, напредокот во технологијата за ласерско заварување CW, особено за апликации со висока моќност (обично над 500 вати) и Заварувањето со длабока пенетрација врз основа на ефектот на клучалката, значително го прошири опсегот на примена и ефикасноста. Овој тип на ласер е особено погоден за материјали подебели од 1mm, постигнувајќи висок сооднос (над 8:1) и покрај релативно високата влезна топлина.

Ласерско заварување со квази-континуирани бранови (QCW).

Фокусирана дистрибуција на енергија

QCW, што значи „Квази-континуиран бран“, претставува ласерска технологија каде што ласерот емитира светлина на дисконтинуиран начин, како што е прикажано на слика а. За разлика од униформната дистрибуција на енергија кај континуираните ласери со еден режим, QCW ласерите погусто ја концентрираат својата енергија. Оваа карактеристика им дава на QCW ласерите супериорна енергетска густина, што се претвора во посилни способности за пенетрација. Резултирачкиот металуршки ефект е сличен на обликот на „шајка“ со значителен сооднос длабочина-ширина, дозволувајќи им на QCW ласерите да се истакнат во апликациите што вклучуваат легури со висока рефлексија, материјали чувствителни на топлина и прецизно микро-заварување.

Засилена стабилност и намалени пречки во столбовите

Една од изразените предности на QCW ласерското заварување е неговата способност да ги ублажи ефектите на металниот столб врз стапката на апсорпција на материјалот, што доведува до постабилен процес. За време на интеракцијата на ласер-материјал, интензивното испарување може да создаде мешавина од метална пареа и плазма над базенот на топење, вообичаено познат како метален столб. Овој столб може да ја заштити површината на материјалот од ласерот, предизвикувајќи нестабилна испорака на енергија и дефекти како прскање, точки на експлозија и јами. Сепак, наизменичното емитување на QCW ласерите (на пр. рафал од 5 ms проследено со пауза од 10 ms) осигурува дека секој ласерски пулс допира до површината на материјалот незасегнат од металниот столб, што резултира со значително стабилен процес на заварување, особено поволен за заварување со тенок лист.

Стабилна динамика на базенот за топење

Динамиката на базенот за топење, особено во однос на силите што делуваат на клучалката, се клучни за одредување на квалитетот на заварот. Континуираните ласери, поради нивната продолжена изложеност и поголемите зони погодени од топлина, имаат тенденција да создаваат поголеми базени за топење исполнети со течен метал. Ова може да доведе до дефекти поврзани со големи базени за топење, како што е колапс на клучалката. Спротивно на тоа, фокусираната енергија и пократкото време на интеракција на QCW ласерското заварување го концентрираат базенот за топење околу клучалката, што резултира со порамномерна распределба на силата и помала инциденца на порозност, пукање и прскање.