در زمینه جوش لیزری، چه کاربر به عنوان مشتری باشد و چه تجهیزات به عنوان تامین کننده، زمانی که یک پروژه جوش لیزری پیش روی شما باشد، جوشکاری پالسی یا جوش پیوسته تقریباً اولین مورد است.از آنجا که این مشکل شامل عوامل زیادی مانند هزینه، فرآیند، راندمان پردازش، منبع نور و ارتقاء تجهیزات بعدی است، باید با احتیاط برخورد شود.در این مقاله، توضیحات ساده ای از جنبه های اصل، منبع نور، ویژگی های پرتو، ویژگی های هر فرآیند جوشکاری و محدوده کاربرد ارائه شده است.
1. اصول مرتبط
روش های زیادی برای طبقه بندی لیزرها مانند مادون قرمز، مرئی و فرابنفش بر اساس طبقه بندی طول موج وجود دارد.
با توجه به مواد کار لیزر، لیزرهای CO2، لیزرهای فیبر، لیزرهای حالت جامد Nd3+:YAG، لیزرهای دیسکی Nd3+:YAG، لیزرهای نیمه هادی مستقیم، لیزرهای رنگی و غیره وجود دارد و لیزرهای پیوسته و پالسی بر اساس روش کار تعیین می شوند. از لیزربه طور کلی، هنگامی که پرتو لیزر در تشدید کننده به عقب و جلو رفت، یک بار خروجی خواهد داشت و رفت و برگشت پیوسته (که نوسان فرکانس بالا نیز نامیده می شود) خروجی های متعددی را تشکیل می دهد.وقتی فرکانس خروجی به یک مقدار بحرانی خاص رسید، آن را Continuous Light می نامیم در غیر این صورت نور پالسی و لیزرهای مربوطه لیزرهای پیوسته و لیزرهای پالسی هستند.با این حال، هیچ استاندارد یکسان و روشنی برای تقسیم این دو در محافل دانشگاهی و در صنعت وجود ندارد.ضرب المثل رایج تر این است که وقتی فرکانس نور مکرر 102 هرتز و کمتر باشد، یک پالس است، و زمانی که 102 تا 103 هرتز است، یک شبه پیوسته (QCW)، 103 تا 106 هرتز پیوسته است (به عنوان CW شناخته می شود). و 106 ~ 109 هرتز یا حتی بالاتر فوق پیوسته است.از نظر پارامترهای توان مربوطه، لیزرهای CW به طور کلی فقط توان می دهند، در حالی که لیزرهای پالسی توان تک پالس، توان متوسط، عرض و فرکانس پالس و غیره را ارائه می دهند. روش مقرون به صرفه خاص این است: توان متوسط = توان تک پالس × عرض پالس × فرکانس.
در بیشتر موارد در جوشکاری پیوسته از لیزرهای فیبر استفاده می شود.در سال های اخیر، با بلوغ و پایداری مداوم لیزرهای نیمه هادی مستقیم درجه صنعتی، کاربرد آن در جوشکاری پیوسته به تدریج افزایش یافته است. لیزرهای پالسی با خروجی نور پالسی با فرکانس خروجی نور کم مشخص می شوند.لیزرهایی با توان کمتر می توانند انرژی پالس فوق العاده بالایی منتشر کنند.به عنوان مثال، لیزر پالسی 500 وات، توان تک پالس می تواند به 12 کیلو وات یا حتی بیشتر برسد.به این ترتیب، همان نفوذ جوش لیزرهای پالسی با توان بالاتر بیشتر از لیزرهای فیبری (پیوسته) است.لیزرهای CW با فرکانس خروجی فوق العاده بالا و انرژی تک پالس نسبتاً پایدار و کم مشخص می شوند.
2. مشخصات تیر
همانطور که همه ما می دانیم، پرتو ساطع شده توسط لیزر CW (فیبر) یک پرتو معمولی گاوسی است، چگالی توان در مرکز نوری بسیار بالا است و چگالی توان در امتداد مرکز نوری به سرعت کاهش می یابد.شدت نور لیزرهای پالسی یک توزیع سطح صاف است، انرژی تقریباً به طور یکنواخت بر روی سطح عمود بر پرتو توزیع می شود.
3. فرآیند جوشکاری
فرکانس خروجی نور جوش مداوم بسیار بالا است.اگر حفاظت جوش خوب و پارامترهای جوش مناسب اتخاذ شود، می توان یک درز جوش یکنواخت و صاف به دست آورد.این نوع درز جوش اساساً نیازی به سنگ زنی یا پرداخت ندارد.اما به دلیل فرکانس نور کم جوشکاری پالس، صداهای کوبشی واضح و متناوب در حین کار شنیده می شود و جوش صافی در مقیاس ماهی به دست می آید که تا حدودی شبیه به جوشکاری با آرگون است و یا می توان در صورت نیاز از آن استفاده کرد. ، یک نقطه جوش کامل تک نقطه ای تشکیل دهید.در فرآیند پردازش، جوش پیوسته تنها نیاز به انتخاب چند پارامتر مانند مسیر جوش مناسب، سرعت عملیات و قدرت دارد که نسبتاً ساده است، در حالی که جوشکاری پالسی نیاز به تنظیم عرض پالس، فرکانس خروجی نور، توان تک پالس دارد. ، سرعت کار و پالس.بسیاری از پارامترها مانند شکل موج به طور جامع در نظر گرفته می شوند که نسبتاً پیچیده است.
چگالی انرژی پرتو لیزر فیبر در مرکز نوری بسیار بالا است و تحت ابزارهای فنی فعلی، پرتو لیزر را می توان به فیبر انتقال انرژی با قطر هسته بسیار ظریف کوپل کرد، بنابراین لیزر نوری با توان متوسط و بالا بسیار مناسب برای جوشکاری با نفوذ عمیق، جوش هایی با نسبت ابعاد بسیار زیاد.ویژگی های توزیع بالای تخت پرتوهای لیزر پالسی دارای مزایای زیادی برای جوشکاری رسانش گرمایی است که با جوشکاری با اتصال صفحه نازک نشان داده می شود.
4. کاربرد
لیزرهای پیوسته (فیبری) به دلیل پایداری بالا، مصرف انرژی کم، راندمان بالا، کیفیت پرتو بسیار بالا و چگالی انرژی، در سال های اخیر به طور مداوم بازار لیزرهای CO2 و لیزرهای حالت جامد Nd3+:YAG را در زمینه جوشکاری به خود اختصاص داده اند. .سهم بازار در آینده به رشد خود ادامه نخواهد داد.در حال حاضر در بازار از جوش پیوسته بیشتر برای جوشکاری با نفوذ عمیق استفاده می شود.به عنوان مثال در زمینه قطعات خودرو اصولا از لیزرهای فیبر نوری (پیوسته) برای جوشکاری استفاده می شود.با توسعه مداوم فناوری لیزر فیبر و فناوری لیزر نیمه هادی مستقیم، جوشکاری پیوسته در زمینه های بیشتری اعمال خواهد شد.علاوه بر این، فرآیند جوشکاری پیوسته با راندمان و پایداری فوق‌العاده بالا، به خوبی با روند کلی صنعت تولید فعلی از حالت تولید دستی و نیمه اتوماتیک به هوشمند و اتوماتیک مطابقت دارد.بازار جوش پالسی در آینده به کاهش خود ادامه خواهد داد، به خصوص در این مرحله، لیزرهای فیبر لیزرهای شبه پیوسته تولید کرده اند که می تواند با آنها رقابت کند.با این حال، ما همچنین تغییر کرده‌ایم تا ببینیم لیزرهای حالت جامد Nd3+:YAG دارای هزینه پایین، استفاده آسان و نگهداری آسان هستند و بسیاری از مواد خاص و الزامات جوشکاری خاص نیاز به استفاده از جوشکاری پالس دارند که باعث می‌شود جوشکاری پالسی نیز وجود داشته باشد. برای مدت طولانی در آینده
نحوه انتخاب دو روش جوشکاری مشکلی است که باید به طور جامع مورد توجه قرار گیرد.عواملی مانند قیمت، هزینه استفاده، الزامات فرآیند و کارایی تولید باید در نظر گرفته شوند.جوشکاری پالس دارای راندمان پایین و هزینه استفاده بالا است، اما هزینه کم و انرژی تک پالس بالایی دارد.جوش مداوم دارای راندمان بالا، هزینه عملیاتی کم اما قیمت بالا است.هر دو مزایا و معایب خاص خود را دارند، بنابراین دامنه کاربردهای متفاوتی دارند.