ЦВ ласер и КЦВ ласер у заваривању

Карактеристике дистрибуције енергије

Значајан атрибут ЦВ ласера ​​је њихова Гаусова расподела енергије, где се дистрибуција енергије попречног пресека ласерског зрака смањује од центра ка споља у Гаусовом (нормалном распореду) обрасцу. Ова карактеристика дистрибуције омогућава ЦВ ласерима да постигну изузетно високу прецизност фокусирања и ефикасност обраде, посебно у апликацијама које захтевају концентрисано коришћење енергије.

Дијаграм дистрибуције енергије ЦВ ласера

Предности ласерског заваривања са континуалним таласом (ЦВ).

Микроструктурна перспектива

Испитивање микроструктуре метала открива јасне предности ласерског заваривања континуалним таласом (ЦВ) у односу на квази-континуално таласно (КЦВ) пулсно заваривање. КЦВ импулсно заваривање, ограничено границом фреквенције, обично око 500Хз, суочава се са компромисом између стопе преклапања и дубине продирања. Ниска стопа преклапања резултира недовољном дубином, док висока стопа преклапања ограничава брзину заваривања, смањујући ефикасност. Насупрот томе, ЦВ ласерско заваривање, избором одговарајућих пречника ласерског језгра и глава за заваривање, постиже ефикасно и континуирано заваривање. Овај метод се показао посебно поузданим у апликацијама које захтевају висок интегритет заптивања.

Разматрање топлотног утицаја

Са становишта топлотног утицаја, КЦВ пулсно ласерско заваривање пати од проблема преклапања, што доводи до поновног загревања завареног шава. Ово може довести до недоследности између микроструктуре метала и основног материјала, укључујући варијације у величинама дислокација и брзинама хлађења, чиме се повећава ризик од пуцања. ЦВ ласерско заваривање, с друге стране, избегава овај проблем обезбеђујући уједначенији и континуиранији процес загревања.

Лакоћа подешавања

У смислу рада и подешавања, КЦВ ласерско заваривање захтева пажљиво подешавање неколико параметара, укључујући фреквенцију понављања импулса, вршну снагу, ширину импулса, радни циклус и још много тога. ЦВ ласерско заваривање поједностављује процес подешавања, фокусирајући се углавном на таласни облик, брзину, снагу и количину дефокусирања, значајно олакшавајући потешкоће у раду.

Технолошки напредак у ЦВ ласерском заваривању

Док је КЦВ ласерско заваривање познато по својој високој вршној снази и малом уносу топлоте, што је корисно за заваривање компоненти осетљивих на топлоту и материјала изузетно танких зидова, напредак у технологији ЦВ ласерског заваривања, посебно за апликације велике снаге (обично изнад 500 вати) и Заваривање са дубоким продором засновано на ефекту кључаонице, значајно је проширило опсег примене и ефикасност. Овај тип ласера ​​је посебно погодан за материјале дебље од 1 мм, постижући високе размере (преко 8:1) упркос релативно великом уносу топлоте.

Ласерско заваривање са квази-континуалним таласом (КЦВ).

Фокусирана дистрибуција енергије

КЦВ, што значи "квази-континуирани талас", представља ласерску технологију где ласер емитује светлост на дисконтинуални начин, као што је приказано на слици а. За разлику од униформне дистрибуције енергије мономодних континуираних ласера, КЦВ ласери гушће концентришу своју енергију. Ова карактеристика даје КЦВ ласерима супериорну густину енергије, што се преводи у јаче способности пенетрације. Резултирајући металуршки ефекат је сличан облику „ексера“ са значајним односом дубине и ширине, што омогућава КЦВ ласерима да се истакну у апликацијама које укључују легуре високе рефлексије, материјале осјетљиве на топлоту и прецизно микро заваривање.

Повећана стабилност и смањена интерференција пљуска

Једна од наглашених предности КЦВ ласерског заваривања је његова способност да ублажи ефекте металног облака на брзину апсорпције материјала, што доводи до стабилнијег процеса. Током интеракције између ласера ​​и материјала, интензивно испаравање може створити мешавину металне паре и плазме изнад базена растопљеног материјала, који се обично назива металним облаком. Ова перјаница може заштитити површину материјала од ласера, узрокујући нестабилну испоруку енергије и дефекте као што су прскање, тачке експлозије и јаме. Међутим, испрекидана емисија КЦВ ласера ​​(нпр. прасак од 5 мс након чега следи пауза од 10 мс) обезбеђује да сваки ласерски импулс достигне површину материјала без утицаја металног облака, што доводи до значајно стабилног процеса заваривања, посебно погодног за заваривање танких лимова.

Стабилна динамика базена топљења

Динамика базена талине, посебно у погледу сила које делују на кључаоницу, кључна је за одређивање квалитета шава. Континуирани ласери, због своје продужене експозиције и већих зона погођених топлотом, имају тенденцију да створе веће базене растопљеног материјала испуњеног течним металом. Ово може довести до кварова повезаних са великим базенима талине, као што је колапс кључаонице. Насупрот томе, фокусирана енергија и краће време интеракције КЦВ ласерског заваривања концентришу базен растопа око кључаонице, што резултира равномернијом расподелом силе и мањом појавом порозности, пуцања и прскања.