جوشکاری و تمیز کردن لیزر با لیزر پیوسته در مقابل لیزر پالسی

    همه ما می دانیم که انواع ژنراتورهای لیزری شامل لیزر موج پیوسته (همچنین به عنوان لیزر CW شناخته می شود) و لیزر پالسی می باشد. همانطور که از نام آن پیداست، خروجی لیزر موج پیوسته در زمان پیوسته است و منبع پمپ لیزر به طور مداوم انرژی برای تولید خروجی لیزر برای مدت طولانی فراهم می کند و در نتیجه نور لیزر موج پیوسته را به دست می آورد. توان خروجی لیزرهای CW عموماً نسبتاً کم است که برای مواردی که نیاز به عملکرد لیزر موج پیوسته دارند مناسب است. لیزر پالسی به این معنی است که فقط یک بار در یک بازه زمانی مشخص کار می کند. لیزر پالسی قدرت خروجی بالایی دارد و برای علامت گذاری لیزری، برش، جوش، تمیز کردن و محدوده مناسب است. در واقع از نظر اصل کار همه آنها متعلق به نوع پالسی هستند اما فرکانس پالس لیزر خروجی لیزر موج پیوسته نسبتاً زیاد است که توسط چشم انسان قابل تشخیص نیست. 

لیزر پالسی در مقابل لیزر CW

تعریف و اصل

1. اگر یک مدولاتور برای ایجاد افت دوره ای به لیزر اضافه شود، می توان بخشی از خروجی را از تعداد زیادی پالس انتخاب کرد که به آن لیزر پالسی می گویند. به زبان ساده، نور لیزر ساطع شده توسط لیزر پالسی پرتو به پرتو است. شکل مکانیکی است مانند موج (موج رادیویی/موج نور و ...) که همزمان ساطع می شود.2. در لیزر CW، نور به طور کلی یک بار در یک رفت و برگشت در حفره خروجی می شود. از آنجایی که طول حفره عموماً در محدوده میلی متر تا متر است، می تواند بارها در ثانیه خروجی داشته باشد که به آن لیزر موج پیوسته می گویند. به زبان ساده، لیزر CW به طور مداوم ساطع می کند. منبع پمپ لیزری به طور مداوم انرژی را برای تولید خروجی لیزر برای مدت طولانی فراهم می کند و در نتیجه نور لیزر موج پیوسته را به دست می آورد.

ویژگی ها

1. از طریق تحریک ماده کار و خروجی لیزر مربوطه، لیزر CW می تواند در یک حالت پیوسته برای مدت زمان طولانی ادامه یابد. 

2. لیزر پالس قدرت خروجی زیادی دارد. این برای علامت گذاری لیزری، برش، محدوده و غیره مناسب است. مزیت این است که افزایش دمای کلی قطعه کار کم است، محدوده متاثر از حرارت کم است و تغییر شکل قطعه کار کوچک است.

مشخصه

1. لیزر موج پیوسته حالت کار پایدار دارد، یعنی حالت پایدار. تعداد ذرات هر سطح انرژی در لیزر CW و میدان تابش در حفره توزیع پایداری دارند.

2. لیزر پالسی به لیزری اطلاق می شود که عرض پالس یک لیزر آن کمتر از 0.25 ثانیه است و فقط یک بار در یک بازه زمانی مشخص کار می کند.

روش های کار

1. حالت کار لیزر پالسی به حالتی اطلاق می شود که در آن خروجی لیزر ناپیوسته است و فقط یک بار در یک بازه زمانی مشخص کار می کند.

2. حالت کار لیزر موج پیوسته به این معنی است که خروجی لیزر پیوسته است و پس از روشن شدن لیزر، خروجی قطع نمی شود.

توان خروجی

1. لیزر پالسی دارای توان خروجی زیادی است.2. توان خروجی لیزرهای موج پیوسته عموماً نسبتاً کم است.

2. توان خروجی لیزرهای موج پیوسته عموماً نسبتاً کم است.

اوج قدرت

1. لیزرهای CW به طور کلی فقط می توانند به اندازه قدرت خود دست یابند.

2. لیزر پالسی می تواند چندین برابر قدرت خود را به دست آورد. هرچه عرض پالس کمتر باشد، اثر حرارتی کمتری دارد و لیزرهای پالسی بیشتری در پردازش خوب استفاده می شود.

مواد مصرفی و نگهداری

1. ژنراتور لیزر پالس: نیاز به نگهداری مکرر دارد و مواد مصرفی بعداً در دسترس خواهند بود.

2. ژنراتور لیزری موج پیوسته: تقریباً بدون نیاز به تعمیر و نگهداری است و در مرحله بعدی نیازی به مواد مصرفی نیست.

CW Laser Cleaning VS Laser Cleaning

    تمیز کردن لیزر یک فناوری تمیز کردن سطوح مواد در حال ظهور است که می تواند جایگزین ترشی سنتی، سندبلاست و تمیز کردن با تفنگ آب با فشار بالا شود. دستگاه تمیز کننده لیزر از سر تمیز کننده قابل حمل و لیزر فیبر استفاده می کند که دارای انتقال انعطاف پذیر، کنترل خوب، مواد قابل اجرا گسترده، راندمان بالا و اثر خوب است.

ماهیت تمیز کردن لیزری استفاده از ویژگی های چگالی انرژی لیزر بالا برای از بین بردن آلاینده های چسبیده به سطح بستر بدون آسیب رساندن به بستر است. با توجه به تجزیه و تحلیل ویژگی های نوری زیرلایه تمیز شده و آلاینده ها، مکانیسم تمیز کردن لیزر را می توان به دو دسته تقسیم کرد: یکی استفاده از تفاوت در میزان جذب آلاینده ها و بستر تا یک طول موج مشخص از انرژی لیزر، به طوری که انرژی لیزر به طور کامل جذب شود. آلاینده ها جذب می شوند، به طوری که آلاینده ها گرم می شوند تا منبسط یا تبخیر شوند. نوع دیگر این است که تفاوت کمی در میزان جذب لیزر بین بستر و آلاینده وجود دارد. لیزر پالسی با فرکانس بالا و توان بالا برای ضربه زدن به سطح جسم استفاده می شود و موج ضربه ای باعث ترکیدن آلاینده و جدا شدن از سطح زیرلایه می شود.

در زمینه تمیز کردن لیزر، لیزر فیبر به دلیل قابلیت اطمینان، پایداری و انعطاف پذیری بالاتر، به بهترین انتخاب برای منبع نور پاک کننده لیزر تبدیل شده است. به عنوان دو جزء اصلی لیزرهای فیبر، لیزرهای فیبر پیوسته و لیزرهای فیبر پالسی به ترتیب در پردازش مواد ماکروسکوپی و پردازش مواد دقیق جایگاه غالب را به خود اختصاص می‌دهند.

حذف زنگ زدگی، رنگ، روغن و لایه اکسید روی سطوح فلزی در حال حاضر پرکاربردترین زمینه تمیز کردن لیزر است. حذف زنگ شناور به کمترین چگالی توان لیزر نیاز دارد و می توان با استفاده از لیزرهای پالسی با انرژی فوق العاده بالا یا حتی لیزرهای موج پیوسته با کیفیت پرتو ضعیف به دست آورد. علاوه بر لایه اکسید متراکم، به طور کلی استفاده از لیزر MOPA با انرژی پالس تقریباً تک حالته حدود 1.5 میلی ژول با چگالی توان بالا ضروری است. برای سایر آلاینده ها، منبع نور مناسب باید با توجه به ویژگی های جذب نور و سهولت تمیز کردن آن انتخاب شود. سری ماشین‌های تمیزکننده لیزری پالسی و موج پیوسته STYLECNC به ترتیب برای استفاده از نقاط درشت انرژی فوق‌العاده و نقطه ریز انرژی بالا مناسب هستند.

در شرایط توان یکسان، راندمان تمیز کردن لیزرهای پالسی بسیار بالاتر از لیزرهای موج پیوسته است. در عین حال، لیزرهای پالسی می توانند گرمای ورودی را بهتر کنترل کنند و از بالا بودن یا ذوب شدن دمای بستر جلوگیری کنند.

لیزرهای CW از نظر قیمت دارای مزیت هستند و می توانند با لیزرهای پرقدرت، شکاف راندمان را با لیزرهای پالسی جبران کنند، اما لیزرهای CW پرقدرت ورودی گرمای بیشتری دارند و آسیب بیشتری به زیرلایه وارد می کنند.

بنابراین، تفاوت های اساسی بین این دو در سناریوهای کاربردی وجود دارد. با دقت بالا، کنترل دقیق گرمایش زیرلایه ضروری است و سناریوهای کاربردی که نیاز به غیر مخرب بودن بستر دارند، مانند قالب ها، باید لیزر پالسی را انتخاب کنند. برای برخی از سازه های بزرگ فولادی، لوله ها و غیره به دلیل حجم زیاد و اتلاف سریع حرارت، الزامات آسیب به زیرلایه زیاد نیست و می توان لیزرهای موج پیوسته را انتخاب کرد.

جوشکاری لیزری CW در مقابل جوشکاری لیزری پالسی

جوشکاری لیزری استفاده از پالس های لیزری با انرژی بالا برای گرم کردن موضعی مواد در یک منطقه کوچک است. انرژی تابش لیزر از طریق رسانش گرما به داخل ماده پخش می شود و مواد ذوب می شوند تا یک حوضچه مذاب خاص تشکیل شود. جوشکاری لیزری یکی از جنبه های مهم کاربرد فناوری پردازش مواد لیزری است. دستگاه های جوش لیزری عمدتاً به جوشکاری لیزر پالسی و جوش لیزری موج پیوسته تقسیم می شوند.

هدف جوشکاری لیزری عمدتاً جوشکاری مواد جداره نازک و قطعات دقیق است و می تواند جوش نقطه ای، جوش لب به لب، جوش کوک، جوش آب بندی و غیره را با نسبت ابعاد بالا، عرض جوش کوچک، ناحیه تحت تاثیر حرارت کوچک، تغییر شکل کوچک و سرعت جوش سریع انجام دهد. درز جوش صاف و زیبا است، بدون نیاز یا درمان ساده پس از جوشکاری، درز جوش با کیفیت بالا، بدون منافذ، قابل کنترل است، نقطه تمرکز کوچک است، دقت موقعیت یابی بالا است، و به راحتی می توان اتوماسیون را درک کرد.

جوشکاری لیزر پالسی عمدتاً برای جوشکاری نقطه ای و جوشکاری درز مواد ورق فلزی استفاده می شود. فرآیند جوشکاری آن متعلق به نوع هدایت حرارتی است، یعنی تابش لیزر سطح قطعه کار را گرم می کند و از طریق رسانش گرما به ماده پخش می شود تا شکل موج، عرض، اوج قدرت و فرکانس تکرار پالس لیزر و سایر پارامترها را کنترل کند. ، برای ایجاد ارتباط خوب بین قطعات کار. بزرگترین مزیت جوشکاری لیزر پالسی این است که افزایش دمای کلی قطعه کار کم است، محدوده متاثر از حرارت کم است و تغییر شکل قطعه کار کم است.

اکثر جوشکاری های لیزر موج پیوسته لیزرهای پرقدرت با توان بیش از 500 وات هستند. به طور کلی، چنین لیزرهایی باید برای صفحات بالای 1 میلی متر استفاده شوند. مکانیسم جوشکاری آن جوشکاری با نفوذ عمیق بر اساس اثر سوراخ سوزنی است، با نسبت ابعاد بزرگ، که می تواند به بیش از 5: 1، سرعت جوشکاری سریع و تغییر شکل حرارتی کوچک برسد. طیف گسترده ای از کاربردها در ماشین آلات، خودرو، کشتی ها و سایر صنایع است. همچنین برخی از لیزرهای کم مصرف CW با توان های بین ده ها تا صدها وات وجود دارد که به طور گسترده در صنایع جوشکاری پلاستیک و لحیم کاری لیزری استفاده می شود.

جوشکاری لیزر موج پیوسته عمدتاً با حرارت دادن مداوم سطح قطعه کار با لیزر فیبر یا لیزر نیمه هادی انجام می شود. مکانیسم جوشکاری آن جوشکاری با نفوذ عمیق بر اساس اثر سوراخ سوزنی، با نسبت ابعاد بزرگ و سرعت جوش سریع است.

جوش لیزری پالس عمدتاً برای جوشکاری نقطه ای و جوشکاری درز مواد فلزی جدار نازک با ضخامت کمتر از 1 میلی متر استفاده می شود. فرآیند جوشکاری متعلق به نوع هدایت حرارتی است، یعنی تابش لیزر سطح قطعه کار را گرم می کند و سپس از طریق رسانش گرما به مواد پخش می شود. پارامترهایی مانند شکل موج، عرض، پیک توان و سرعت تکرار، ارتباط خوبی بین قطعات کار ایجاد می کنند. کاربردهای زیادی در پوسته های محصول 3C، باتری های لیتیومی، قطعات الکترونیکی، جوشکاری تعمیر قالب و سایر صنایع دارد.

بزرگترین مزیت جوشکاری لیزر پالسی این است که افزایش دمای کلی قطعه کار کم است، محدوده متاثر از حرارت کم است و تغییر شکل قطعه کار کم است.

جوشکاری لیزری یک جوش ذوبی است که از پرتو لیزر به عنوان منبع انرژی استفاده می کند و بر روی اتصال جوش تاثیر می گذارد. پرتو لیزر را می توان توسط یک عنصر نوری مسطح مانند یک آینه هدایت کرد و سپس توسط یک عنصر کانونی بازتابنده یا آینه بر روی درز جوش پخش شد. جوشکاری لیزری جوشکاری بدون تماس است، در حین کار نیازی به فشار نیست، اما برای جلوگیری از اکسید شدن حوضچه مذاب به گاز بی اثر نیاز است و گهگاه از فلز پرکننده استفاده می شود. جوش لیزری را می توان با جوشکاری MIG ترکیب کرد تا جوشکاری کامپوزیت لیزری MIG را برای دستیابی به جوشکاری با نفوذ زیاد تشکیل دهد و حرارت ورودی در مقایسه با جوشکاری MIG بسیار کاهش می یابد.