Lazer kaynağı alanında, ister müşteri olarak kullanıcı, ister tedarikçi olarak ekipman olsun, önünüzde bir lazer kaynak projesi olduğunda, darbeli kaynak veya sürekli kaynak neredeyse ilk düşüncedir.Bu sorun, maliyet, süreç, işleme verimliliği, ışık kaynağı ve müteakip ekipman yükseltmeleri gibi birçok faktörü içerdiğinden dikkatle ele alınmalıdır.Bu yazıda, prensip, ışık kaynağı, ışın özellikleri, her bir kaynak işleminin özellikleri ve uygulama aralığı yönlerinden bazı basit açıklamalar yapılmıştır.
1. İlgili ilkeler
Lazerleri dalga boyu sınıflandırmasına göre kızılötesi, görünür ve ultraviyole gibi sınıflandırmanın birçok yolu vardır.
Lazer çalışma malzemelerine göre CO2 lazerler, fiber lazerler, Nd3+:YAG katı hal lazerler, Nd3+:YAG disk lazerler, direkt yarı iletken lazerler, boya lazerler vb. olup, çalışma yöntemine göre sürekli ve darbeli lazerler belirlenir. lazerin.Genel olarak konuşursak, lazer ışını rezonatörde ileri geri gittiğinde, bir kez çıkış verir ve sürekli ileri geri (yüksek frekanslı salınım olarak da adlandırılır) çoklu çıkışlar oluşturur.Çıkış frekansı belirli bir kritik değere ulaştığında, buna Sürekli ışık diyoruz, aksi takdirde buna darbeli ışık denir ve karşılık gelen lazerler, sürekli lazerler ve darbeli lazerlerdir.Ancak akademik çevrelerde ve endüstride bu ikili ayrımın tek tip ve net bir standardı yoktur.Daha yaygın bir söz, tekrarlanan ışık frekansı 102Hz ve altında olduğunda bir darbedir ve 102~103Hz olduğunda yarı süreklidir (QCW), 103~ 106Hz süreklidir (CW olarak anılır). ve 106~109Hz veya daha üstü süper süreklidir.İlgili güç parametreleri açısından, CW lazerler genellikle sadece güç verirken, darbeli lazerler tek darbe gücü, ortalama güç, darbe genişliği ve frekansı vb. sıklık.
Çoğu durumda sürekli kaynak, fiber lazerler kullanır.Son yıllarda, endüstriyel sınıf doğrudan yarı iletken lazerlerin sürekli olgunlaşması ve kararlılığı ile sürekli kaynaktaki uygulaması giderek artmıştır. Darbeli lazerler, düşük ışık çıkış frekansına sahip darbeli ışık çıkışı ile karakterize edilir.Daha düşük güce sahip lazerler, ultra yüksek darbe enerjisi yayabilir.Örneğin, 500W darbeli lazer, tek darbe gücü 12KW'a veya daha da yükseğe ulaşabilir.Bu şekilde, daha yüksek güce sahip darbeli lazerlerin kaynak penetrasyonu fiber (sürekli) lazerlere göre daha fazladır.CW lazerler, ultra yüksek çıkış frekansı ve nispeten kararlı ve düşük tek darbe enerjisi ile karakterize edilir.
2. Işın özellikleri
Hepimizin bildiği gibi, CW (fiber) lazer tarafından yayılan ışın tipik bir Gauss ışınıdır, optik merkezdeki güç yoğunluğu çok yüksektir ve optik merkezin dışına doğru güç yoğunluğu hızla azalır.Darbeli lazerlerin ışık yoğunluğu düz tepeli bir dağılımdır, enerji ışına dik olan yüzey üzerinde yaklaşık olarak eşit olarak dağılır.
3. Kaynak işlemi
Sürekli kaynak ışığı çıkış frekansı çok yüksektir.İyi bir kaynak koruması ve uygun kaynak parametreleri benimsenirse, düzgün ve düzgün bir kaynak dikişi elde edilebilir.Bu tür bir kaynak dikişi temel olarak taşlama veya cilalamaya ihtiyaç duymaz.Bununla birlikte, darbe kaynağının düşük ışık frekansı nedeniyle, çalışma sırasında net ve aralıklı vuruntu sesleri duyulabilir ve argon ark kaynağına biraz benzeyen pürüzsüz bir balık pulu kaynağı elde edilir veya gerektiğinde de kullanılabilir. , tam bir tek nokta kaynak noktası oluşturun.İşleme sürecinde, sürekli kaynağın yalnızca uygun kaynak yolu, çalışma hızı ve nispeten basit olan güç gibi birkaç parametreyi seçmesi gerekirken, darbe kaynağı darbe genişliğinin, ışık çıkış frekansının, tek darbe gücünün ayarlanmasını gerektirir. , çalışma hızı ve nabız.Dalga biçimleri gibi birçok parametre, nispeten karmaşık olan kapsamlı bir şekilde ele alınır.
Fiber lazer ışınının optik merkezdeki enerji yoğunluğu çok yüksektir ve mevcut teknik araçlar altında, lazer ışını çok ince bir çekirdek çapına sahip enerji iletim fiberine bağlanabilir, bu nedenle orta ve yüksek güçlü optik lazer derin penetrasyon kaynağı için çok uygundur, son derece büyük boy oranlarına sahip kaynaklar elde edin.Darbeli lazer ışınlarının düz tepe dağılımının özellikleri, ince plaka birleştirme kaynağı ile temsil edilen ısı iletim kaynağı için büyük avantajlara sahiptir.
4. Başvuru
Yüksek kararlılığı, düşük güç tüketimi, yüksek verimliliği, son derece yüksek ışın kalitesi ve enerji yoğunluğu nedeniyle sürekli (fiber) lazerler, son yıllarda kaynak alanında CO2 lazerler ve Nd3+:YAG katı hal lazerleri pazarını sürekli olarak işgal etmektedir. .Gelecekteki pazar payı genişlemeye devam etmeyecek.Şu anda piyasada, sürekli kaynak çoğunlukla derin nüfuziyetli kaynak için kullanılmaktadır.Örneğin otomobil parçaları alanında fiber optik (sürekli) lazerler temel olarak kaynak için kullanılmaktadır.Fiber lazer teknolojisinin ve direkt yarı iletken lazer teknolojisinin sürekli gelişmesiyle birlikte sürekli kaynak daha fazla alana uygulanacaktır.Ek olarak, son derece yüksek verimliliği ve kararlılığı ile sürekli kaynak işlemi, manuel ve yarı otomatik üretim modundan akıllı ve otomatik üretim moduna kadar mevcut imalat endüstrisinin genel eğilimine çok iyi uyuyor.Darbeli kaynak pazarı gelecekte de küçülmeye devam edecek, özellikle bu aşamada fiber lazerler kendileriyle rekabet edebilecek yarı sürekli lazerler geliştirdiler.Bununla birlikte, Nd3+:YAG katı hal lazerlerinin maliyetinin düşük, kullanımının ve bakımının kolay olduğunu ve birçok özel malzeme ve özel kaynak gereksinimlerinin, darbeli kaynağı da var kılan darbeli kaynak kullanımını gerektirdiğini görmek için değiştik. gelecekte uzun bir süre için.
İki kaynak yönteminin nasıl seçileceği kapsamlı bir şekilde ele alınması gereken bir problemdir.Fiyat, kullanım maliyeti, proses gereksinimleri ve üretim verimliliği gibi faktörler dikkate alınmalıdır.Darbe kaynağı, düşük verimliliğe ve yüksek kullanım maliyetine sahiptir, ancak düşük maliyetli ve yüksek tek darbe enerjisine sahiptir;sürekli kaynak, yüksek verimliliğe, düşük işletme maliyetine ancak yüksek fiyata sahiptir.Her ikisinin de kendi avantajları ve dezavantajları vardır, bu nedenle farklı uygulama aralıkları vardır.