CW Laser en QCW -laser in lassen

Energieverdelingskenmerken

Een opmerkelijk kenmerk van CW-lasers is hun Gaussiaanse energieverdeling, waarbij de energieverdeling van de dwarsdoorsnede van een laserstraal afneemt vanuit het midden naar buiten in een Gaussiaans (normale verdeling) patroon. Met deze distributiekarakteristiek kunnen CW -lasers een extreem hoge focusserende precisie- en verwerkingsefficiëntie bereiken, vooral in toepassingen die geconcentreerde energie -implementatie vereisen.

CW Laser Energy Distribution Diagram

Voordelen van laserslassen van continue golf (CW)

Microstructureel perspectief

Het onderzoeken van de microstructuur van metalen onthult verschillende voordelen van continue golf (CW) laserlassen over quasi-continue golf (QCW) pulslassen. QCW-pulslassen, beperkt door de frequentielimiet, meestal ongeveer 500Hz, wordt geconfronteerd met een afweging tussen overlapsnelheid en penetratiediepte. Een lage overlappercentage resulteert in onvoldoende diepte, terwijl een hoge overlappende snelheid de lassnelheid beperkt, waardoor de efficiëntie wordt verminderd. CW -laserslassen daarentegen, door de selectie van geschikte laserkerndiameters en laskoppen, bereikt efficiënt en continu lassen. Deze methode is bijzonder betrouwbaar in toepassingen die een hoge afdichting -integriteit vereisen.

Thermische impactoverweging

Vanuit het standpunt van de thermische impact lijdt QCW -pulslaselaselaslassen aan de kwestie van overlap, wat leidt tot herhaalde verwarming van de lasnaad. Dit kan inconsistenties tussen de microstructuur van het metaal en het oudermateriaal introduceren, inclusief variaties in dislocatiegroottes en koelsnelheden, waardoor het risico op kraken wordt verhoogd. CW -laserslassen vermijdt dit probleem daarentegen door een meer uniform en continu verwarmingsproces te bieden.

Gemak van aanpassing

In termen van werking en aanpassing vereist QCW -laserslassen een zorgvuldige afstemming van verschillende parameters, waaronder pulsherhalingsfrequentie, piekvermogen, pulsbreedte, duty cyclus en meer. CW Laser Welding vereenvoudigt het aanpassingsproces, waarbij hij zich voornamelijk concentreert op de golfvorm, snelheid, kracht en defocushoeveelheid, waardoor de operationele moeilijkheid aanzienlijk wordt vergemakkelijkt.

Technologische vooruitgang bij CW -laserslassen

Terwijl QCW-laserslassen bekend staat om zijn hoge piekvermogen en lage thermische ingang, gunstig voor het lassen van warmtegevoelige componenten en extreem dunwandige materialen, de vorderingen in CW-laser-lastechnologie, met name voor krachtige toepassingen (typisch boven 500 watt) en diepe penetratie-lassen op basis van het sleutelgateffect, hebben de toepassingsbereik en efficiëntie aanzienlijk uitgebreid. Dit type laser is met name geschikt voor materialen die dikker zijn dan 1 mm, waardoor hoge beeldverhoudingen worden bereikt (meer dan 8: 1) ondanks relatief hoge warmte -input.

Quasi-continue golf (QCW) laserslassen

Gerichte energieverdeling

QCW, staande voor "quasi-continue golf", vertegenwoordigt een lasertechnologie waarbij de laser licht op een discontinue manier uitzendt, zoals weergegeven in figuur A. In tegenstelling tot de uniforme energieverdeling van continue lasers met één modus, concentreren QCW-lasers hun energie dichter. Dit kenmerk verleent QCW -lasers een superieure energiedichtheid, die zich vertaalt in sterkere penetratiemogelijkheden. Het resulterende metallurgische effect is verwant aan een "nagel" -vorm met een significante diepte-tot-breedte-verhouding, waardoor QCW-lasers kunnen uitblinken in toepassingen met legeringen met een hoge reflectatie, warmtegevoelige materialen en precisie micro-letters.

Verbeterde stabiliteit en verminderde pluiminterferentie

Een van de uitgesproken voordelen van QCW -laserslassen is het vermogen om de effecten van metaalpluim op de absorptiesnelheid van het materiaal te verminderen, wat leidt tot een stabieler proces. Tijdens laser-materiële interactie kan intense verdamping een mengsel van metalen damp en plasma boven de smeltpool creëren, gewoonlijk een metalen pluim genoemd. Deze pluim kan het oppervlak van het materiaal tegen de laser beschermen, waardoor onstabiele stroomafgifte en defecten zoals spat, explosiepunten en kuilen worden veroorzaakt. De intermitterende emissie van QCW-lasers (bijvoorbeeld een 5ms-burst gevolgd door een pauze van 10 ms) zorgt er echter voor dat elke laserpuls het oppervlak van het materiaal niet beïnvloed door metalen pluim bereikt, wat resulteert in een opmerkelijk stabiel lasproces, met name voordelig voor dunne laslassen.

Stabiele smeltpooldynamiek

De dynamiek van de smeltpool, vooral in termen van de krachten die op het sleutelgat werken, is cruciaal bij het bepalen van de kwaliteit van de las. Continue lasers, vanwege hun langdurige blootstelling en grotere door warmte getroffen zones, hebben de neiging om grotere smeltpoelen gevuld met vloeibaar metaal te creëren. Dit kan leiden tot defecten geassocieerd met grote smeltpools, zoals sleutelgat ineenstorting. Daarentegen, de gefocuste energie en kortere interactietijd van QCW -laserlassenconcentraat het smeltpool rond het sleutelgat, resulterend in een meer uniforme krachtverdeling en een lagere incidentie van porositeit, barsten en spat.