Lejżers ta 'mewġ kontinwu (CW) u lejżers ta' mewġ kważi kontinwu (QCW) huma żewġ tipi ta 'lejżers li huma komunement użati f'diversi applikazzjonijiet. Lejżers CW jarmu raġġ kontinwu ta 'dawl, filwaqt li lejżers QCW jarmu serje ta' impulsi qosra. Hawn huma xi wħud mid-differenzi bejn dawn iż-żewġ tipi ta 'lejżers:
Differenzi bejn CW u QCW
Lejżer CW: CW hija l-abbrevjazzjoni għal "mewġa kontinwa", li tfisser laser tal-mewġ kontinwu. Jikseb output tal-lejżer permezz ta 'enerġija ta' eċċitazzjoni kontinwa, li jfisser li l-lejżer jibqa 'xgħel sakemm jieqaf. Lejżers CW tipikament ikollhom qawwa ogħla aktar baxxi u qawwa medja ogħla.
Kif muri fil-Figura 1, laser kontinwu jirreferi għal lejżer li jista 'kontinwament u kontinwament jarmu dawl, kollettivament magħruf bħala laser kontinwu. Ġeneralment, il-qtugħ tal-metall komuni u l-iwweldjar tal-aluminju tar-ram huma lejżers kontinwi, li huma l-aktar użati. Il-parametri ewlenin għad-debugging kontinwu tal-proċess tal-lejżer jinkludu: forma tal-mewġ tal-enerġija, ammont ta 'defocusing, post tad-dijametru tal-qalba, u veloċità;
Kif muri fil-Figura 2, id-dijagramma skematika tad-distribuzzjoni tal-enerġija Gaussian tal-lejżer kontinwu b'mod wieħed turi d-distribuzzjoni tal-enerġija tas-sezzjoni trasversali ta 'raġġ tal-lejżer. L-enerġija tan-nofs hija l-ogħla, u l-periferija tonqos min-naħa tagħha, u turi distribuzzjoni Gaussian (Distribuzzjoni normali).
QCW hija l-abbrevjazzjoni għal "mewġa kważi kontinwa", li tfisser laser tal-mewġ kważi kontinwu. Kif muri fil-Figura a tal-laser Pulsed, il-lejżer huwa normalment proċess ta 'emissjoni ta' dawl intermittenti; Figura b turi d-distribuzzjoni tal-enerġija tal-lejżer. Meta mqabbel mal-lasers kontinwi b'mod wieħed, id-distribuzzjoni tal-enerġija tal-QCW hija aktar ikkonċentrata, li jfisser li l-QCW għandha densità tal-enerġija ogħla (kapaċità ta 'penetrazzjoni aktar qawwija) minn lejżers kontinwi. Dan huwa rifless fl-aspett metallografiku, li jfisser li QCW għandha kapaċità ta 'penetrazzjoni akbar. L-aspett metallografiku prodott huwa simili għal dwiefer, b'proporzjon ta 'aspett ogħla. L-ogħla qawwa tal-lejżer u d-densità għolja ta 'enerġija ta' QCW jagħmluha adattata għal ligi ta 'reżistenza għolja, materjali sensittivi termali Hemm vantaġġi enormi fil-konnettività mikro; Figura c turi d-dijagramma skematika tal-iwweldjar tal-laser Pulsed bi frekwenzi differenti. Wieħed jista 'jara li l-iwweldjar tal-polz huwa relattivament stabbli bi kważi l-ebda spatter [1].
Lejżers QCW prinċipalment jużaw teknoloġija msejħa Q-switching, li huwa metodu effettiv biex jinkisbu impulsi qosra ta 'enerġija għolja. Jikkompressa l-lejżer kontinwu tal-output ġenerali f'impulsi estremament dojoq għall-emissjoni, u b'hekk iżid l-ogħla qawwa tas-sors tad-dawl b'diversi ordnijiet ta 'kobor. Waqt il-qlib tal-Q, qabel ma l-medja tal-qligħ jaħżen biżżejjed enerġija, ir-resonatur tal-lejżer kollu jżomm telf ta 'kavità għoli. F'dan iż-żmien, il-lejżer ma jistax jipproduċi oxxillazzjoni tal-lejżer minħabba li l-limitu huwa għoli wisq, sabiex in-numru ta 'numru ta' partiċelli tal-livell ta 'fuq ikun jista' jiġi akkumulat fi kwantitajiet kbar. Meta l-akkumulazzjoni tilħaq il-valur tas-saturazzjoni, it-telf tal-kavità jonqos malajr għal valur żgħir ħafna, għalhekk il-biċċa l-kbira tal-enerġija maħżuna minn partiċelli tal-livell ta 'fuq tiġi kkonvertita f'enerġija tal-lejżer fi żmien qasir, Iġġenera output qawwi tal-polz tal-laser fit-tarf tal-output .
Per eżempju, bużżieqa simili għal tanbur tond tista 'tiġi rilaxxata miż-żennuna tagħha u bil-mod u kontinwament deflated, li jissejjaħ laser kontinwu. L-aġġustament tal-valur Q huwa li tippressa l-bużżieqa u tintefaħ istantanjament, li huwa bejn wieħed u ieħor il-każ b'kontinwu u QCW.
Fig4 a Dehra tad-dwiefer tas-siġillar tal-lejżer CW, dehra ta 'ħjata ta' weldjatura dritta, eżami metallografiku tas-sezzjoni lonġitudinali; dehra tad-dwiefer tas-siġillar tal-lejżer QCW, dehra ta 'weldjatura dritta, metallografija ta' sezzjoni lonġitudinali;
Effett kontinwu tal-iwweldjar bil-lejżer vs QCW effett tal-iwweldjar bil-lejżer kważi kontinwu:
1. Id-dehra ta 'QCW hija simili għall-iwweldjar fuq il-post tal-polz, b'mudelli ta' skala tal-ħut, filwaqt li l-laser kontinwu għandu kurva lixxa u kontinwa;
2. Input ta 'enerġija: input tal-lejżer kontinwu, input intermittenti tal-polz, rifless fuq il-metallografija, weldjatura tal-lejżer kontinwu metallografiku lonġitudinali kontinwu, varjazzjonijiet ħfief biss, laser tal-polz jista' jara b'mod ċar it-tħaffir tal-lejżer bħal splicing metallografiku tal-laser punt wieħed, kull laser korrispondenti metallografiku viżibbli b'mod ċar ; Għalhekk, l-iwweldjar kontinwu huwa aktar b'saħħtu mill-iwweldjar bil-lejżer QCW fis-saħħa tal-ġonta tal-weldjatura.
Fig. Dijagramma Skematika tal-iwweldjar bil-lejżer CW; Fig. b Dijagramma skematika tal-iwweldjar bil-lejżer QCW
Vantaġġi tal-iwweldjar bil-lejżer QCW
1. Evita l-influwenza ta 'plumes fuq l-assorbiment tal-materjal, tagħmel il-proċess aktar stabbli: matul l-interazzjoni bejn il-lejżer u l-materjal, il-materjal jgħaddi minn evaporazzjoni severa, li jiffurmaw taħlita ta' fwar tal-metall, plażma, u gassijiet oħra 'l fuq mill-pool imdewweb, kollettivament magħrufa bħala plumes tal-metall. Dawn il-plumes tal-metall se jipproteġu l-lejżer milli jilħaq il-wiċċ tal-materjal, li jirriżulta f'qawwa instabbli tal-laser li tilħaq il-wiċċ tal-materjal, li jirriżulta f'difetti bħal titjir, punti ta 'splużjoni, u fosos; Madankollu, l-iwweldjar tal-polz ta 'QCW huwa kkaratterizzat minn output ta' dawl intermittenti (5ms ta 'output tad-dawl, 10ms ta' output ta 'dawl intermittenti, u mbagħad l-output tad-dawl li jmiss), li jiżgura li kull strajk tal-lejżer fuq il-wiċċ tal-materjal ma jiġix affettwat minn plumes tal-metall, jagħmilha aktar stabbli meta mqabbla mal-iwweldjar u għandha vantaġġi fl-iwweldjar tal-pjanċa rqiqa.
2. Stabbli Melt Pool: L-istress fuq il-keyhole tal-pool tat-tidwib, it-tul ta 'żmien twil ta' azzjoni kontinwa tal-lejżer, iż-żona kbira tal-konduzzjoni tas-sħana, iż-żona kbira tal-pool tat-tidwib, u l-abbundanza ta 'metall likwidu jagħmlu l-pool tat-tidwib kontinwu tal-welding ferm akbar milli l-ġabra ta 'tidwib tal-laser QCW. Difetti bħal pori, xquq, u titjir huma relatati mill-qrib mal-pool imdewweb: jekk il-pool imdewweb huwa kbir, it-tensjoni tal-wiċċ tal-pool imdewweb tonqos maż-żieda fit-temperatura, u l-pool imdewweb kbir huwa aktar suxxettibbli għall-kollass tat-toqba tas-serratura, kif muri f'a3; Minħabba l-enerġija aktar ikkonċentrata u l-ħin ta 'azzjoni qasir ta' l-iwweldjar bil-lejżer QCW, il-pool imdewweb teżisti prinċipalment madwar it-toqba tas-serratura, u l-forza hija uniformi. Ir-rata relattiva ta 'okkorrenza ta' pori, xquq u spatters hija aktar baxxa.
3. Żona affettwata bis-sħana Saller: azzjoni kontinwa tal-lejżer fuq il-materjal tittrasferixxi kontinwament is-sħana lill-materjal, u tagħmel il-materjal irqiq suxxettibbli ħafna għal deformazzjoni termali u difetti bħal xquq ikkawżati minn stress intern. QCW b'mod intermittenti jaġixxi fuq il-materjal, u jagħtih il-ħin tat-tkessiħ, jagħmilha iżgħar fiż-żona affettwata tas-sħana u l-input tas-sħana, li jagħmilha aktar adattata għall-ipproċessar ta 'materjali rqaq; U materjali qrib is-sensuri termali jistgħu jiġu pproċessati biss bl-użu tal-laser QCW.
4. Għoli Peak Power: Bl-istess qawwa medja ta 'lejżers kontinwi u QCW, QCW jista' jikseb qawwa ogħla ogħla, densità ogħla ta 'enerġija, fond ta' tidwib akbar, u penetrazzjoni aktar b'saħħitha. QCW għandha aktar vantaġġi fl-iwweldjar ta 'liga tar-ram u folja ta' liga tal-aluminju. Id-densità tal-enerġija ta 'lejżer kontinwu bl-istess qawwa medja hija inqas minn QCW, li tista' tikkawża li l-lejżer jonqos milli jipproduċi marki tal-iwweldjar fuq il-wiċċ tal-materjal u kollha kemm huma jiġu riflessi. Jekk il-lejżer huwa għoli wisq, ir-rata ta 'assorbiment tal-lejżer tiżdied drastikament wara li tikseb it-tidwib tal-materjal, u l-input tas-sħana jiżdied f'daqqa, li jirriżulta f'fond ta' tidwib inkontrollabbli u input tas-sħana. Ma jistax jintuża fl-iwweldjar tal-pjanċa rqiqa, u jista 'jkun hemm fenomeni ta' jew nuqqas ta 'produzzjoni ta' marki tal-iwweldjar jew ħruq, li ma jistgħux jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-proċess.
Vantaġġi tal-iwweldjar bil-lejżer CW
1. Minn perspettiva metallografika: kif muri fil-figura tax-xellug, l-iwweldjar tal-polz QCW jappartjeni għal splicing metallografiku, u l-limitu ta 'frekwenza ta' fuq huwa l-aktar madwar 500Hz. Ir-rata ta 'koinċidenza hija baxxa, il-fond tat-tidwib effettiv huwa baxx, ir-rata ta' koinċidenza hija għolja, il-veloċità ma tistax titjieb, u l-effiċjenza hija baxxa; Lejżer kontinwu jista 'jirrealizza l-iwweldjar effiċjenti u kontinwu permezz tal-għażla ta' lejżers b'dijametri tal-qalba differenti u ġonot tal-iwweldjar, u lejżer kontinwu huwa aktar stabbli f'xi okkażjonijiet b'rekwiżiti għoljin għas-siġillar;
2. Mill-perspettiva tal-grad ta 'impatt tas-sħana: hemm problema ta' rata ta 'koinċidenza fl-iwweldjar tar-raġġ tal-Laser tal-polz QCW, u l-ħjata ta' weldjatura tissaħħan ripetutament. Minħabba li l-fażi metallografika tal-metall u l-metall bażiku se jkunu differenti wara l-iwweldjar darba, u d-daqs tad-dislokazzjoni huwa differenti, ir-rata tat-tkessiħ tista 'tkun inkonsistenti wara t-tidwib mill-ġdid, li huwa faċli li tikkawża xquq, iżda dan il-fenomenu ma jeżistix b'mod kontinwu Iwweldjar bil-lejżer;
3. Mill-perspettiva tad-diffikultà tad-debugging: QCW tal-polz tal-laser jeħtieġ frekwenza ta 'ripetizzjoni tal-polz tad-debugging, qawwa massima, wisa' tal-polz, ċiklu ta 'dazju, enerġija tal-polz, qawwa medja, densità tal-ogħla qawwa, densità tal-enerġija, ammont ta' defocusing, eċċ; Lejżer kontinwu jeħtieġ li jiffoka biss fuq il-forma tal-mewġ, il-veloċità, il-qawwa u d-defocus, li huwa relattivament sempliċi.
Sommarju tal-laser QCW: Żewġ vantaġġi ewlenin: qawwa massima, input ta 'sħana baxxa, u deformazzjoni żgħira tal-biċċa tax-xogħol.
Minħabba li t-tul tal-polz huwa qasir (ġeneralment diversi millisekondi), is-sħana li tidħol fil-parti hija minimizzata, għalhekk huwa rrakkomandat li tuża l-iwweldjar bil-lejżer pulsat madwar is-senser termali u materjali tal-ħajt estremament irqaq. Fl-istess ħin, minħabba l-ammont kbir ta 'enerġija trażmessa fil-bidu tal-polz, l-iwweldjar bil-lejżer pulsat huwa spiss adattat għal metall li jirrifletti. Normalment imsejjaħ "polz imtejjeb", il-qawwa spike fil-bidu taċ-ċiklu tal-polz idum biss għal porzjon żgħir tat-tul totali tal-polz. Madankollu, il-qawwa tagħha hija biżżejjed biex tkisser ir-riflettività tal-materjal filwaqt li żżomm qawwa medja aktar baxxa, u b'hekk tnaqqas is-sħana. Lejżers CW għandhom jipprovdu ammont kbir ta 'enerġija biex jgħaqqdu metalli li jirriflettu ħafna, u s-sħana ġġenerata tista' faċilment tagħmel ħsara lill-partijiet jew komponenti fi ħdanhom. L-iwweldjar bil-lejżer tal-mewġ kontinwu CW huwa l-aktar laser ta 'qawwa għolja b'qawwa 'l fuq minn 500 watt. B'mod ġenerali, dan it-tip ta 'lejżer għandu jintuża għal pjanċi bi ħxuna ta' 1mm jew aktar. Il-mekkaniżmu ta 'l-iwweldjar huwa iwweldjar ta' penetrazzjoni profonda bbażat fuq effett ta 'keyhole, b'proporzjon ta' aspett kbir ta 'aktar minn 8:1, iżda input tas-sħana relattivament għoli.
Fl-aħħarnett, minħabba l-avvanz tat-teknoloġija tal-lejżer, hemm ukoll teknoloġija ta 'modulazzjoni tal-lejżer kontinwa biex tinkiseb l-iwweldjar tal-polz ta' lejżers kontinwu, kif ukoll iwweldjar tal-polz ta 'frekwenza għolja ta' lejżers QCW.
B'mod ġenerali, kemm lejżers CW kif ukoll lejżers QCW għandhom il-vantaġġi u l-iżvantaġġi tagħhom, skont l-applikazzjoni speċifika. Lejżers CW huma adattati għal applikazzjonijiet li jeħtieġu raġġ kontinwu ta 'dawl, filwaqt li lejżers QCW huma adattati għal applikazzjonijiet li jeħtieġu impulsi qosra ta' enerġija għolja. Għalhekk, huwa importanti li tagħżel it-tip ta 'lejżer it-tajjeb għall-applikazzjoni speċifika tiegħek biex tikseb l-aħjar riżultati.