CW-laser en QCW-laser in sweiswerk

Energieverspreidingseienskappe

'n Merkwaardige kenmerk van CW-lasers is hul Gaussiese energieverspreiding, waar die energieverspreiding van 'n laserstraal se dwarssnit van die middelpunt na buite afneem in 'n Gaussiese (normale verspreidings-) patroon. Hierdie verspreidingseienskap laat CW-lasers toe om uiters hoë fokuspresisie en verwerkingsdoeltreffendheid te bereik, veral in toepassings wat gekonsentreerde energie-ontplooiing vereis.

CW Laser Energieverspreidingsdiagram

Voordele van Deurlopende Golf (KW) Lasersweising

Mikrostrukturele Perspektief

Deur die mikrostruktuur van metale te ondersoek, word duidelike voordele van Deurlopende Golf (KK) lasersweiswerk bo Kwasi-Deurlopende Golf (KK) pulssweiswerk getoon. KKKW-pulssweiswerk, beperk deur sy frekwensielimiet, tipies rondom 500Hz, staar 'n kompromis tussen oorvleuelingstempo en penetrasiediepte in die gesig. 'n Lae oorvleuelingstempo lei tot onvoldoende diepte, terwyl 'n hoë oorvleuelingstempo sweisspoed beperk en doeltreffendheid verminder. In teenstelling hiermee, bereik KK-lasersweiswerk, deur die keuse van toepaslike laserkerndiameters en sweiskoppe, doeltreffende en deurlopende sweiswerk. Hierdie metode blyk veral betroubaar te wees in toepassings wat hoë seëlintegriteit vereis.

Termiese Impak Oorweging

Vanuit die oogpunt van termiese impak, ly QCW-pulslasersweiswerk aan die probleem van oorvleueling, wat lei tot herhaalde verhitting van die lasnaad. Dit kan teenstrydighede tussen die metaal se mikrostruktuur en die ouermateriaal veroorsaak, insluitend variasies in ontwrigtingsgroottes en verkoelingstempo's, wat die risiko van krake verhoog. CW-lasersweiswerk, aan die ander kant, vermy hierdie probleem deur 'n meer eenvormige en deurlopende verhittingsproses te bied.

Gemak van aanpassing

Wat werking en aanpassing betref, vereis QCW-lasersweiswerk noukeurige afstemming van verskeie parameters, insluitend pulsherhalingsfrekwensie, piekkrag, pulswydte, werksiklus en meer. CW-lasersweiswerk vereenvoudig die aanpassingsproses en fokus hoofsaaklik op die golfvorm, spoed, krag en defokushoeveelheid, wat die operasionele probleme aansienlik verlig.

Tegnologiese vooruitgang in CW-lasersweising

Terwyl QCW-lasersweis bekend is vir sy hoë piekvermoë en lae termiese inset, wat voordelig is vir die sweis van hitte-sensitiewe komponente en uiters dunwandige materiale, het vooruitgang in CW-lasersweistegnologie, veral vir hoë-krag toepassings (tipies bo 500 watt) en diep penetrasiesweis gebaseer op die sleutelgat-effek, die toepassingsreeks en doeltreffendheid daarvan aansienlik uitgebrei. Hierdie tipe laser is veral geskik vir materiale dikker as 1 mm, en bereik hoë aspekverhoudings (meer as 8:1) ten spyte van relatief hoë hitte-inset.

Kwasi-deurlopende golf (QCW) lasersweising

Gefokusde Energieverspreiding

QCW, wat staan ​​vir "Quasi-Continuous Wave", verteenwoordig 'n lasertegnologie waar die laser lig op 'n diskontinue wyse uitstraal, soos uitgebeeld in figuur a. Anders as die eenvormige energieverspreiding van enkelmodus-kontinue lasers, konsentreer QCW-lasers hul energie digter. Hierdie eienskap gee QCW-lasers 'n superieure energiedigtheid, wat lei tot sterker penetrasievermoëns. Die gevolglike metallurgiese effek is soortgelyk aan 'n "spyker"-vorm met 'n beduidende diepte-tot-breedte-verhouding, wat QCW-lasers toelaat om uit te blink in toepassings wat hoë-reflektansie-legerings, hitte-sensitiewe materiale en presisie-mikrosweiswerk behels.

Verbeterde stabiliteit en verminderde pluiminterferensie

Een van die uitgesproke voordele van QCW-lasersweiswerk is die vermoë om die effekte van metaalpluim op die materiaal se absorpsietempo te verminder, wat lei tot 'n meer stabiele proses. Tydens laser-materiaal-interaksie kan intense verdamping 'n mengsel van metaaldamp en plasma bo die smeltpoel skep, algemeen bekend as 'n metaalpluim. Hierdie pluim kan die materiaal se oppervlak teen die laser beskerm, wat onstabiele kraglewering en defekte soos spatsels, ontploffingspunte en putte veroorsaak. Die intermitterende emissie van QCW-lasers (bv. 'n 5 ms-uitbarsting gevolg deur 'n 10 ms-pouse) verseker egter dat elke laserpuls die materiaal se oppervlak onaangeraak deur die metaalpluim bereik, wat lei tot 'n besonder stabiele sweisproses, veral voordelig vir dunplaat-sweiswerk.

Stabiele smeltpoeldinamika

Die dinamika van die smeltpoel, veral in terme van die kragte wat op die sleutelgat inwerk, is van kritieke belang om die kwaliteit van die sweislas te bepaal. Deurlopende lasers, as gevolg van hul langdurige blootstelling en groter hitte-geaffekteerde sones, is geneig om groter smeltpoele te skep wat met vloeibare metaal gevul is. Dit kan lei tot defekte wat met groot smeltpoele geassosieer word, soos sleutelgat-ineenstorting. In teenstelling hiermee konsentreer die gefokusde energie en korter interaksietyd van QCW-lasersweising die smeltpoel rondom die sleutelgat, wat lei tot 'n meer eenvormige kragverspreiding en 'n laer voorkoms van porositeit, krake en spatsels.