Континуирано или импулсно ласерско заваривање: Како одабрати прави режим

Купци ласерског заваривања се често суочавају са истим питањем у фази спецификације:континуирани талас (ЦВ) или импулсни?Одговор није једноставно "пулс за танко, ЦВ за дебело." Рефлективност материјала, осетљивост на топлоту, геометрија шава, потребна дубина и време циклуса гурају одлуку у различитим правцима. Овај водич пролази кроз физику, карактеристике зрака, резултате заваривања и логику трошкова тако да можете да ускладите ласерски режим са послом -, а не обрнуто.

Ласер се може категорисати по таласној дужини, активном медијуму или режиму рада. По таласној дужини, индустрија се обично односи на инфрацрвене, видљиве и ултраљубичасте системе. Према активном медијуму, избор укључује ЦО₂ ласере, ласере са влакнима, Нд³⁺:ИАГ ласере- на чврсто стање, диск ласере, ласере са директним диодама (ДДЛ) и ласере на боји. Режим рада - начин на који се зрак испоручује - је оно што је најважније за заваривање: континуирани талас (ЦВ), квази-континуирани талас (КЦВ) или импулсни.

Ако још увек упоређујете који ласерски извор одговара вашој апликацији, наш чланак оупоређујући предности и недостатке различитих типова ласерадаје-упоредни- преглед платформи ЦО₂, влакана, Нд:ИАГ, диска и ДДЛ.

Унутар резонатора, светлост осцилује између огледала. Када стопа понављања тих рафала остане испод прага, излаз се испоручује као одвојени импулси. Када фреквенција пређе тај праг, појединачни импулси се спајају у континуирани ток. Не постоји универзална граница фреквенције коју користи сваки произвођач, али практична разлика је стварна: импулсни системи испоручују дискретне, високо{3}}енергетске пакете, док ЦВ системи испоручују стабилан термални улаз.

За шири увод у понашање извора топлоте, типове спојева и индустријске начине заваривања, почните саоснове технологије ласерског заваривања.

Табела 1: Практична класификација ласерских режима рада по стопи понављања. Граничне вредности су индустријски{2}}референтни опсег, а не апсолутни прагови.

За фокусирано поређење између ЦВ и КЦВ посебно - укључујући ефекат заваривања, предности и прилагодбу апликације - прочитајте водич оПоређење режима рада ЦВ и КЦВ.

У резању метала, ЦВ ласери се обично описују само снагом. Код пулсног ласерског заваривања, четири параметра дефинишу процес: вршна импулсна снага, трајање импулса (ширина импулса), стопа понављања (фреквенција) и просечна снага. Однос између њих је:

Просечна снага=вршна снага импулса × ширина импулса × стопа понављања

Ова једначина је централно ограничење за било који посао пулсног заваривања. Импулсни Нд:ИАГ систем просечне-снаге од 500 В и даље може да испоручи вршне импулсне снаге изнад 12 кВ јер је енергија спакована у веома кратке, широко раздвојене рафале. Тај високи вршни-однос-просека је оно што чини пулсно заваривање ефикасним на рефлектујућим металима и термички осетљивим склоповима.

Влакнасти ЦВ ласери доминирају заваривањем великом{0}}брзином са дубоким-продирањем. Они не постижу исту вршну снагу појединачног-пулса као Нд:ИАГ, али одржавају радни предмет под стабилним термичким оптерећењем при великим брзинама путовања. ДДЛ системи су све конкурентнији у ЦВ заваривању: компактни, електрични ефикасни и са скоро{5}}већим-профилом интензитета који равномерно покрива широке шавове.

Између два екстрема налази се КЦВ ласерско заваривање влакана. КЦВ системи испуштају кратке импулсе при стопама понављања класе кХз{1}}, комбинујући високу вршну снагу са контролисаним радним циклусом. За преглед технологије о томе како КЦВ мостови пулсирају и ЦВ обраду, погледајтеКЦВ технологија ласерског заваривања влакана преглед. За механику{1}}вршне снаге иза низа импулса, погледајтеКЦВ структура импулса и вршна снага.

Замислите пулсно заваривање као покретач гомиле: сваки импулс даје снажан, локализован удар, затим се материјал хлади пре него што стигне следећи импулс. Резултат је дубока, уска зона{1}}захваћена топлотом (ХАЗ) и минимално бочно ширење топлоте. Континуирано заваривање више личи на стабилан пиштољ за ексере: нижа појединачна енергија импулса, али много више удараца у секунди, тако да топлота непрекидно тече дуж шава. Заварени базен остаје отворен дуже, перла је шира, а пенетрација се ствара кроз континуирани унос енергије, а не дискретне рафале.

Нд:ИАГ импулсни ласери су класичан избор када је важна прецизна термичка контрола. Њихова висока вршна снага може да превазиђе рефлективност алуминијума, бакра и позлаћених-површина, а дуго време{2}}између импулса ограничава накупљање топлоте. Насупрот томе, оптички ЦВ ласери добијају на брзини и стабилности: одличан квалитет зрака, висока ефикасност зидног{4}}утикача и дуги сервисни интервали. ДДЛ додају још једну опцију за апликације којима је потребно равномерно грејање на великој површини без трошкова система са пумпом од влакана или лампе{6}}.

Профил греде се често занемарује, али он одређује како енергија улази у материјал.

Ласери са ЦВ влакнима обично производе аГаусов сноп: густина снаге је највећа у центру и опада експоненцијално према ивицама, дајући ТЕМ₀₀ профил у облику звона{0}}. Та чврста концентрација ствара веома висок вршни интензитет у фокусу, што Гаусове зраке чини идеалним за заваривање отвора за кључаоницу и фино сечење високог{2}}односа-. Научите како та фокусирана енергија покреће дубоке заваре у нашем објашњењукако функционише ласерско заваривање дубоког продирања.

Импулсни Нд:ИАГ и многи ДДЛ системи испоручују ацилиндар(равни-горњи) зрак: енергија је распоређена скоро равномерно по тачки, са оштрим ивицама. Горњи-профили производе конзистентно таложење енергије на дефинисаној површини, што је корисно за површинску обраду, заваривање проводљивошћу топлоте и спојеве са преклапањем танких-лимова где је равна, поновљива зона фузије важнија од максималне дубине.

Ваш избор профила стога зависи од тога да ли је приоритет дубина, брзина или униформност.

Под исправним параметрима, ЦВ фибер ласерски шав је гладак и уједначен, често елиминишући потребу за низводним брушењем или полирањем. Перла је континуирана, линије прстију су уједначене, а унос топлоте је предвидљив од почетка до краја. Због тога апликације за погон аутомобила, батеријске сабирнице и цеви са дебелим{2}}зидовима фаворизују заваривање ЦВ влакана.

Континуирано заваривање · Полупроводничко ласерско заваривање поцинкованих челичних лимова

Импулсни Нд:ИАГ завар се звучно разликује: сваки импулс производи кратак звук куцкања, а очврснута перла показује познати узорак рибље-размере уобичајене за прецизан ТИГ рад. У режиму тачка-заваривања, сваки импулс ствара дискретни грумен, који је идеалан за микроелектронику, медицинске уређаје и склопове сензора где спој мора бити мали и термички изолован од оближњих компоненти.

Импулсно заваривање · Нд:ИАГ ласерско заваривање лимова од нерђајућег челика

Пулсни скупови параметара су сложенији од ЦВ. Оператер мора да уравнотежи ширину импулса, вршну снагу, фреквенцију, брзину путовања и облик таласа. Насупрот томе, ЦВ заваривање је у великој мери питање снаге, брзине путовања и положаја фокуса снопа. Ако квалитет површине, порозност или прскање постану проблем, погледајтеотклањање кварова на машини за ласерско заваривањеводич за систематску дијагностику.

Ласери са ЦВ влакнима су преузели значајан удео на тржишту од ЦО₂ и Нд:ИАГ система. Они су стабилнији, енергетски{1}}ефикаснији, бржи и лакши за интеграцију са роботима и производним линијама индустрије 4.0. Типичне победе укључују зупчанике за аутомобилске мењаче, компоненте мотора, кућишта батерија, сабирнице и цев од нерђајућег челика-дебелог пресека.

Нд:ИАГ пулсни ласери задржавају вредност свуда где је низак укупни унос топлоте главни проблем: електроника{0}}осетљива на топлоту, микро-заварени медицински инструменти, делови ваздухопловства са танким-зидовима и рефлектујући племенити метали. Ласери са КЦВ влакнима се такође такмиче и овде, нудећи високу вршну снагу са програмабилним обликовањем импулса, али Нд:ИАГ системи и даље нуде ниже улазне трошкове и једноставније одржавање у многим малим -лотовима и радним{5}} радњама.

За -поправку малог обима, рад на прототипу или-флексибилност на локацији,основе ручног ласерског заваривачаподешавање може да премости оба режима, омогућавајући оператерима да прелазе између ЦВ рада на танким-лимовима и импулсне поправке места без промене машина.

Гледајући унапред, процеси обликовања зрака, више-снопа и хибридних ласерских процеса додатно ће замаглити линије. Питање више није "ЦВ или пулсно?" али "која комбинација извора, облика снопа и контроле импулса решава апликацију уз најнижу укупну цену?"

Користите овај оквир да бисте укратко-написали прави режим пре него што затражите понуду:

Табела 2: Матрица одлуке за импулсно наспрам континуираног ласерског заваривања. Вредности су типичне карактеристике процеса, а не апсолутне гаранције. Препоручује се{3}}провера примера заваривања пре објављивања у производњи.

Закључак:Изаберите пулсни када део не може да толерише топлоту, када је спој мали или је материјал високо рефлектујући. Изаберите ЦВ када су брзина, дубока пенетрација и ниска цена по метру важнији од минимизирања ХАЗ-а. За послове који се налазе између, КЦВ заваривање влакана или дуал{2}} систем могу бити најфлексибилнији пут.

Ако вам је потребно решење{0}}спремно за производњу, прегледајте наш асортиманиндустријске машине за ласерско заваривањеили истражите6-осни КЦВ ласерски заваривач са влакнимаза аутоматизоване КЦВ апликације. Пошаљите свој материјал и детаље о спојевима наinfo@kingslaser.comза оглед{0}}процене завара.