Koje su razlike između kontinuiranog lasera (CW) i kvazi kontinuiranog lasera (QCW)?

Laseri kontinuiranog talasa (CW) i kvazi{0}} laseri s kontinuiranim talasom (QCW) su dvije vrste lasera koje se obično koriste u različitim aplikacijama. CW laseri emituju kontinuirani snop svjetlosti, dok QCW laseri emituju niz kratkih impulsa. Evo nekih razlika između ove dvije vrste lasera:

Gausova raspodjela energije jednog-modnog CW lasera

CW laser: CW je skraćenica za "continuous wave", što znači kontinuirani talasni laser. On postiže laserski izlaz kroz kontinuiranu energiju pobude, što znači da laser ostaje uključen dok se ne zaustavi. CW laseri obično imaju nižu vršnu snagu i veću prosječnu snagu.

Kao što je prikazano na slici 1, kontinuirani laser se odnosi na laser koji može kontinuirano i kontinuirano emitovati svjetlost, zajednički poznat kao kontinuirani laser. Generalno, uobičajeno rezanje metala i zavarivanje bakra aluminijuma su kontinuirani laseri, koji se najčešće koriste. Glavni parametri za kontinuirano otklanjanje grešaka u laserskom procesu uključuju: talasni oblik snage, količinu defokusiranja, tačku prečnika jezgre i brzinu;

Kao što je prikazano na slici 2, šematski dijagram Gausove raspodjele energije mono-modnog kontinuiranog lasera prikazuje raspodjelu energije poprečnog presjeka laserskog snopa. Srednja energija je najviša, a periferija se zauzvrat smanjuje, pokazujući Gausovu raspodjelu (Normalna raspodjela).

QCW laserska impulsna energija i poređenje impulsnog zavarivanja

QCW je skraćenica za "kvazi kontinuirani talas", što znači kvazi kontinuirani talasni laser. Kao što je prikazano na slici a pulsnog lasera, laser je obično proces isprekidane emisije svjetlosti; Slika b prikazuje distribuciju laserske energije. U poređenju sa monomodnim kontinuiranim laserima, distribucija energije QCW je koncentrisanija, što znači da QCW ima veću gustoću energije (jaču sposobnost penetracije) od kontinuiranih lasera.

To se ogleda u metalografskom aspektu, što znači da QCW ima veću sposobnost prodiranja. Proizvedeni metalografski aspekt sličan je ekseru, sa većim omjerom širine i visine. Najveća laserska snaga i velika gustina energije QCW čine ga pogodnim za legure visoke otpornosti, materijale osjetljive na toplinu. Postoje ogromne prednosti u mikro povezivanju; Slika c prikazuje šematski dijagram zavarivanja impulsnog lasera sa različitim frekvencijama. Može se vidjeti da je pulsno zavarivanje relativno stabilno i gotovo da nema prskanja.

QCW laseri uglavnom koriste tehnologiju zvanu Q-switching, koja je efikasna metoda za dobijanje kratkih impulsa visoke{1}}e energije. On kompresuje kontinualni laser opšteg izlaza u ekstremno uske impulse za emisiju, čime se povećava vršna snaga izvora svetlosti za nekoliko redova veličine. Tokom Q-prebacivanja, prije nego što medij pojačanja uskladišti dovoljno energije, cijeli laserski rezonator održava veliki gubitak u šupljini. U ovom trenutku, laser ne može proizvesti laserske oscilacije jer je prag previsok, tako da se broj čestica gornjeg nivoa može akumulirati u velikim količinama. Kada akumulacija dostigne vrijednost zasićenja, gubitak šupljine se brzo smanjuje na vrlo malu vrijednost, tako da će se većina energije pohranjene od čestica gornjeg nivoa pretvoriti u lasersku energiju za kratko vrijeme, Generirajte snažan laserski impuls na izlaznom kraju.

Na primjer, balon sličan okruglom bubnju može se osloboditi iz mlaznice i polako i kontinuirano ispuhati, što se naziva kontinuirani laser. Podešavanje Q vrijednosti je da se balon pritisne i trenutno se naduva, što je otprilike slučaj sa kontinuiranim i QCW.

Slika 4 a Izgled CW laserskog zaptivnog eksera, izgled ravnog zavarenog šava, metalografski pregled uzdužnog presjeka; izgled eksera za lasersko brtvljenje QCW, izgled ravnog zavara, metalografija uzdužnog presjeka;

Da biste dublje zaronili u to kako ova kompresija impulsa i visoka gustoća energije utiču na stvarnu mikro{0}}obradu, možete pročitati naš sveobuhvatni vodič ooptimiziranje fiber laserskog mikro-zavarivanja i odabir pravog izvora. Za temeljni pregled ove tehnologije, istražite naše potpuno objašnjenjeQCW kvazi{0}}kontinuirana laserska tehnologija.

1. Izgled QCW je sličan pulsnom tačkastom zavarivanju, sa uzorcima riblje ljuske, dok kontinuirani laser ima glatku i kontinuiranu krivu;

2. Energetski unos: kontinuirani laserski ulaz, impulsni isprekidani ulaz, odražava se na metalografiji, kontinuirani laserski zavar uzdužni metalografski kontinuirani, samo male fluktuacije, pulsni laser može jasno vidjeti lasersko bušenje kao lasersko metalografsko spajanje u jednoj tački, svaki laser odgovarajući metalografski jasno vidljiv; Stoga je kontinuirano zavarivanje jače od QCW laserskog zavarivanja u čvrstoći zavarenog spoja.

Detaljno poređenje principa kontinuiranog (CW) i kvazi{0}}kontinualnog (QCW) laserskog zavarivanja

1. Izbjegavanje utjecaja perja na apsorpciju materijala, čineći proces stabilnijim: tokom interakcije između lasera i materijala, materijal će biti podvrgnut jakom isparavanju, formirajući mješavinu metalne pare, plazme i drugih plinova iznad rastopljenog bazena, koji se zajednički nazivaju metalni pljuskovi. Ove metalne perjanice će zaštititi laser od dosega površine materijala, što rezultira nestabilnom laserskom snagom koja dopire do površine materijala, što rezultira defektima kao što su prskanje, tačke eksplozije i jame; Međutim, pulsno zavarivanje QCW karakteriše isprekidani izlaz svjetlosti (5 ms svjetlosnog izlaza, 10 ms isprekidanog izlaza svjetlosti, a zatim sljedeći izlaz svjetlosti), što osigurava da svaki laserski udar na površinu materijala ne bude pod utjecajem metalnih perjanica, što ga čini stabilnijim u odnosu na zavarivanje i ima prednosti u zavarivanju tankih ploča.

2. Stabilni bazen taline: Napon na ključaonici bazena taline, dugo trajanje kontinuiranog laserskog djelovanja, velika površina provodljivosti topline, velika površina bazena taline i obilje tekućeg metala čine bazen za kontinuirano zavarivanje mnogo većim od bazena taline QCW lasera. Defekti kao što su pore, pukotine i prskanje usko su povezani sa otopljenim bazenom: ako je rastopljeni bazen velik, površinski napon rastopljenog bazena opada s povećanjem temperature, a veliki rastopljeni bazen je skloniji urušavanju ključaonice, kao što je prikazano na a3; Zbog koncentrisanije energije i kratkog vremena djelovanja QCW laserskog zavarivanja, rastopljeni bazen uglavnom postoji oko ključaonice, a sila je ujednačena. Relativna stopa pojavljivanja pora, pukotina i prskanja je niža.

3. Saller zona utjecaja topline: kontinuirano lasersko djelovanje na materijal kontinuirano prenosi toplinu na materijal, čineći tanak materijal vrlo osjetljivim na termičku deformaciju i defekte kao što su pukotine uzrokovane unutrašnjim naprezanjem. QCW povremeno djeluje na materijal, dajući mu vrijeme hlađenja, čineći ga manjim u zoni pod utjecajem topline i unosom topline, što ga čini pogodnijim za obradu tankih materijala; A materijali blizu termičkih senzora mogu se obraditi samo pomoću QCW lasera.

4. Velika vršna snaga: Sa istom prosječnom snagom kontinuiranih i QCW lasera, QCW može postići veću vršnu snagu, veću gustinu energije, veću dubinu topljenja i jaču penetraciju. QCW ima više prednosti u zavarivanju legure bakra i lima od legure aluminijuma. Gustoća energije kontinuiranog lasera sa istom prosječnom snagom je niža od QCW, što može uzrokovati da laser ne proizvodi tragove zavarivanja na površini materijala i da se svi oni reflektiraju. Ako je laser previsok, brzina apsorpcije lasera će se naglo povećati nakon postizanja topljenja materijala, a unos topline će se naglo povećati, što rezultira nekontroliranom dubinom topljenja i unosom topline. Ne može se koristiti u zavarivanju tankih ploča, a može doći do pojave neuspjeha stvaranja tragova zavarivanja ili pregorjevanja, što ne može zadovoljiti zahtjeve procesa.

Detaljno poređenje CW i QCW mehanizama za ključaonicu za lasersko zavarivanje

Zbog ovih karakteristika bez-prskanja i visoke{1}}stabilnosti, kvazi{2}}neprekidni valovi su revolucionirali preciznu proizvodnju. Saznajte više o specifičnom inženjeringu iza ovih sistema u našem članku:Šta je QCW aparat za lasersko zavarivanje vlakana?

Budući da je trajanje impulsa kratko (obično nekoliko milisekundi), toplina koja ulazi u dio je minimizirana, pa se preporučuje korištenje pulsnog laserskog zavarivanja oko termičkog senzora i materijala ekstremno tankih stijenki. Istovremeno, zbog velike količine energije koja se prenosi na početku impulsa, pulsno lasersko zavarivanje je često pogodno za reflektirajući metal. Obično se naziva "pojačani puls", skok snage na početku ciklusa impulsa traje samo mali dio ukupnog trajanja impulsa. Međutim, njegova snaga je dovoljna da probije refleksivnost materijala uz održavanje niže prosječne snage, čime se smanjuje toplina. CW laseri moraju osigurati veliku količinu energije za spajanje visoko reflektirajućih metala, a toplina koja se stvara može lako oštetiti dijelove ili komponente unutar njih. CW lasersko zavarivanje sa kontinuiranim talasom je uglavnom laser-velike snage sa snagom iznad 500 vati. Uopšteno govoreći, ovaj tip lasera treba koristiti za ploče debljine 1 mm ili više. Mehanizam zavarivanja je zavarivanje dubokog prodora zasnovano na efektu ključaonice, sa velikim odnosom širine i visine od preko 8:1, ali relativno visokim unosom toplote.

Konačno, zbog napretka laserske tehnologije, postoji i tehnologija kontinuirane laserske modulacije za postizanje impulsnog zavarivanja kontinuiranih lasera, kao i visoko{0}}pulsno zavarivanje QCW lasera.

Sve u svemu, i CW laseri i QCW laseri imaju svoje prednosti i nedostatke, ovisno o specifičnoj primjeni. CW laseri su pogodni za aplikacije koje zahtijevaju kontinuirani snop svjetlosti, dok su QCW laseri pogodni za aplikacije koje zahtijevaju kratke impulse visoke energije. Stoga je važno odabrati pravu vrstu lasera za vašu specifičnu primjenu kako biste postigli najbolje rezultate.

Bilo da vaša aplikacija zahtijeva visoku vršnu snagu QCW lasera za osjetljive mikro-komponente ili kontinuirani izlaz energije standardnog CW lasera za rezanje debelog metala, odabir pravog industrijskog sistema je ključan. Istražite naše visoke-izvedbeMašina za lasersko zavarivanje vlakanakategoriju kako biste pronašli savršenu prilagođenu konfiguraciju za vašu nadogradnju proizvodnje.