Lasersko zavarivanje i čišćenje kontinuiranim laserom naspram pulsirajućeg lasera

    Svi znamo da vrste laserskih generatora uključuju lasere s kontinuiranim valovima (poznate i kao CW laseri) i pulsne lasere. Kao što naziv implicira, laserski izlaz kontinuiranog vala kontinuiran je u vremenu, a izvor laserske pumpe kontinuirano daje energiju za generiranje laserskog izlaza dugo vremena, čime se dobiva lasersko svjetlo kontinuiranog vala. Izlazna snaga CW lasera općenito je relativno niska, što je prikladno za prilike koje zahtijevaju rad lasera s kontinuiranim valovima. Pulsni laser znači da radi samo jednom u određenom intervalu. Pulsni laser ima veliku izlaznu snagu i prikladan je za lasersko označavanje, rezanje, zavarivanje, čišćenje i mjerenje udaljenosti. Zapravo, u smislu principa rada, svi oni pripadaju pulsnom tipu, ali je izlazna frekvencija pulsa lasera s kontinuiranim valom relativno visoka, što ljudsko oko ne može prepoznati. 

Pulsni laser VS CW laser

Definicija i princip

1. Ako se laseru doda modulator za generiranje periodičkog gubitka, dio izlaza može se odabrati između toliko impulsa, što se naziva pulsirajući laser. Jednostavno rečeno, lasersko svjetlo koje emitira pulsirajući laser je snop po snop. To je mehanički oblik kao što je val (radioval/svjetlosni val itd.) koji se emitira u isto vrijeme.2. U CW laseru, svjetlost se općenito emitira jednom u krugu u šupljini. Budući da je duljina šupljine općenito u rasponu od milimetara do metara, može emitirati mnogo puta u sekundi, što se naziva laser s kontinuiranim valovima. Jednostavno rečeno, CW laser emitira kontinuirano. Izvor laserske pumpe kontinuirano daje energiju za generiranje laserskog izlaza tijekom dugog vremena, čime se dobiva lasersko svjetlo kontinuiranog vala.

Značajke

1. Putem ekscitacije radne tvari i odgovarajućeg laserskog izlaza, CW laser može nastaviti u kontinuiranom načinu rada kroz dugo vremensko razdoblje. 

2. Pulsni laser ima veliku izlaznu snagu; prikladan je za lasersko označavanje, rezanje, rangiranje, itd. Prednost je u tome što je sveukupni porast temperature obratka mali, raspon utjecaja topline je mali, a deformacija obratka je mala.

Karakteristično

1. Laser s kontinuiranim valom ima stabilno radno stanje, odnosno stacionarno stanje. Broj čestica svake energetske razine u CW laseru i polje zračenja u šupljini imaju stabilnu raspodjelu.

2. Pulsni laser odnosi se na laser čija je širina impulsa jednog lasera manja od 0,25 sekundi i radi samo jednom u određenom intervalu.

Radne metode

1. Način rada pulsirajućeg lasera odnosi se na način rada u kojem je izlaz lasera diskontinuiran i radi samo jednom u određenom intervalu.

2. Način rada lasera s kontinuiranim valom znači da je izlaz lasera kontinuiran, a izlaz se ne prekida nakon što se laser uključi.

Izlazna snaga

1. Impulsni laser ima veliku izlaznu snagu.2. Izlazna snaga lasera s kontinuiranim valom općenito je relativno niska.

2. Izlazna snaga lasera s kontinuiranim valom općenito je relativno niska.

Vršna snaga

1. CW laseri općenito mogu postići samo veličinu vlastite snage.

2. Pulsirajući laser može postići mnogo puta veću snagu od vlastite. Što je širina impulsa kraća, toplinski učinak je manji, au finoj obradi koriste se više pulsirajući laseri.

Potrošni materijal i održavanje

1. Pulsni laserski generator: potrebno ga je često održavati, a potrošni materijal bit će dostupan kasnije.

2. Laserski generator kontinuiranih valova: gotovo da ne zahtijeva održavanje i u kasnijoj fazi nisu potrebni nikakvi potrošni materijali.

CW lasersko čišćenje VS pulsno lasersko čišćenje

    Lasersko čišćenje nova je tehnologija čišćenja površine materijala koja može zamijeniti tradicionalno dekapiranje, pjeskarenje i čišćenje vodenim pištoljem pod visokim pritiskom. Stroj za lasersko čišćenje koristi prijenosnu glavu za čišćenje i laser s vlaknima, koji ima fleksibilan prijenos, dobru upravljivost, široku primjenu materijala, visoku učinkovitost i dobar učinak.

Bit laserskog čišćenja je korištenje karakteristika visoke gustoće laserske energije za uništavanje zagađivača vezanih za površinu podloge bez oštećenja podloge. Prema analizi optičkih karakteristika očišćene podloge i zagađivača, mehanizam laserskog čišćenja može se podijeliti u dvije kategorije: jedna je korištenje razlike u stopi apsorpcije zagađivača i podloge za određenu valnu duljinu laserske energije, tako da se laserska energija može u potpunosti apsorbirati. Onečišćujuće tvari se apsorbiraju, tako da se onečišćujuće tvari zagrijavaju kako bi se proširile ili isparile. Drugi tip je da postoji mala razlika u brzini apsorpcije lasera između podloge i zagađivača. Pulsirajući laser visoke frekvencije i velike snage koristi se za udar na površinu objekta, a udarni val uzrokuje prskanje zagađivača i odvajanje od površine podloge.

U području laserskog čišćenja, fiber laser je postao najbolji izbor za lasersko čišćenje izvora svjetlosti zbog svoje veće pouzdanosti, stabilnosti i fleksibilnosti. Kao dvije glavne komponente lasera s vlaknima, kontinuirani laseri s vlaknima i pulsni laseri s vlaknima zauzimaju dominantan položaj u makroskopskoj obradi materijala, odnosno u preciznoj obradi materijala.

Uklanjanje hrđe, boje, ulja i sloja oksida na metalnim površinama trenutno je najraširenije područje laserskog čišćenja. Plutajuće uklanjanje hrđe zahtijeva najnižu gustoću snage lasera, a može se postići korištenjem pulsirajućih lasera ultra visoke energije ili čak lasera s kontinuiranim valovima s lošom kvalitetom snopa. Osim gustog oksidnog sloja, općenito je potrebno koristiti MOPA laser s skoro jednomodnom energijom pulsa od oko 1,5 mJ s velikom gustoćom snage. Za ostale zagađivače potrebno je odabrati odgovarajući izvor svjetla u skladu s njegovim karakteristikama apsorpcije svjetla i lakoćom čišćenja. STYLECNC-ova serija laserskih strojeva za čišćenje pulsirajućih i kontinuiranih valova prikladna je za primjenu super velikih energetskih grubih točaka i visokoenergetskih finih točaka.

Pod istim uvjetima snage, učinkovitost čišćenja pulsirajućih lasera mnogo je veća od one lasera s kontinuiranim valom. U isto vrijeme, pulsirajući laseri mogu bolje kontrolirati unos topline i spriječiti previsoku temperaturu supstrata ili mikrotaljenje.

CW laseri imaju prednost u cijeni i mogu nadoknaditi jaz u učinkovitosti u odnosu na pulsirajuće lasere korištenjem lasera velike snage, ali CW laseri velike snage imaju veći unos topline i veća oštećenja podloge.

Stoga postoje temeljne razlike između njih dvoje u scenarijima primjene. Uz visoku preciznost, potrebno je strogo kontrolirati zagrijavanje podloge, a scenariji primjene koji zahtijevaju da podloga bude nerazorna, poput kalupa, trebali bi odabrati pulsirajući laser. Za neke velike čelične konstrukcije, cijevi itd., zbog velikog volumena i brzog odvođenja topline, zahtjevi za oštećenje podloge nisu visoki, te se mogu odabrati laseri s kontinuiranim valom.

CW lasersko zavarivanje VS pulsirajuće lasersko zavarivanje

Lasersko zavarivanje je korištenje visokoenergetskih laserskih impulsa za lokalno zagrijavanje materijala na malom području. Energija laserskog zračenja difundira u unutrašnjost materijala kroz provođenje topline, a materijal se topi da bi se stvorio poseban rastaljeni bazen. Lasersko zavarivanje jedan je od važnih aspekata primjene tehnologije laserske obrade materijala. Strojevi za lasersko zavarivanje uglavnom se dijele na pulsno lasersko zavarivanje i lasersko zavarivanje kontinuiranim valom.

Lasersko zavarivanje uglavnom je usmjereno na zavarivanje materijala s tankim stijenkama i preciznih dijelova i može ostvariti točkasto zavarivanje, sučeono zavarivanje, zavarivanje ubodom, zavarivanje za brtvljenje itd., s visokim omjerom širine i visine, malom širinom zavara, malom zonom utjecaja topline, malom deformacijom i velikom brzinom zavarivanja. Zavareni šav je ravan i lijep, nema potrebe ili jednostavnog tretmana nakon zavarivanja, zavareni šav je visoke kvalitete, nema pora, može se precizno kontrolirati, fokusna točka je mala, točnost pozicioniranja je visoka i lako je ostvariti automatizaciju.

Pulsno lasersko zavarivanje uglavnom se koristi za točkasto zavarivanje i zavarivanje šavova limenih materijala. Njegov postupak zavarivanja pripada tipu toplinske kondukcije, to jest, lasersko zračenje zagrijava površinu obratka i difundira u materijal kroz toplinsku kondukciju za kontrolu valnog oblika, širine, vršne snage i frekvencije ponavljanja laserskog pulsa i drugih parametara. , kako bi se stvorio dobar spoj između obratka. Najveća prednost pulsnog laserskog zavarivanja je mala sveukupna temperatura izratka, mali raspon utjecaja topline i mala deformacija izratka.

Većina laserskog zavarivanja kontinuiranim valom su laseri velike snage sa snagom većom od 500 vata. Općenito, takve lasere treba koristiti za ploče veće od 1 mm. Njegov mehanizam za zavarivanje je zavarivanje dubokim prodiranjem temeljeno na efektu rupica, s velikim omjerom širine i visine, koji može doseći više od 5:1, velikom brzinom zavarivanja i malom toplinskom deformacijom. Ima širok raspon primjena u strojevima, automobilima, brodovima i drugim industrijama. Postoje i neki CW laseri niske snage sa snagom u rasponu od desetaka do stotina vata, koji se široko koriste u industriji zavarivanja plastike i laserskog lemljenja.

Lasersko zavarivanje kontinuiranim valom uglavnom se izvodi kontinuiranim zagrijavanjem površine izratka fiber laserom ili poluvodičkim laserom. Njegov mehanizam za zavarivanje je zavarivanje dubokim prodiranjem temeljeno na efektu rupica, s velikim omjerom širine i visine i velikom brzinom zavarivanja.

Pulsno lasersko zavarivanje uglavnom se koristi za točkasto zavarivanje i zavarivanje šavova metalnih materijala tankih stijenki debljine manje od 1 mm. Proces zavarivanja pripada tipu toplinske kondukcije, odnosno lasersko zračenje zagrijava površinu obratka, a zatim difundira u materijal putem toplinske kondukcije. Parametri kao što su valni oblik, širina, vršna snaga i brzina ponavljanja čine dobru vezu između radnih komada. Ima velik broj primjena u 3C školjkama proizvoda, litijevim baterijama, elektroničkim komponentama, zavarivanju za popravak kalupa i drugim industrijama.

Najveća prednost pulsnog laserskog zavarivanja je mala sveukupna temperatura izratka, mali raspon utjecaja topline i mala deformacija izratka.

Lasersko zavarivanje je zavarivanje taljenjem, koje koristi lasersku zraku kao izvor energije i utječe na spoj zavara. Lasersku zraku može voditi ravni optički element, kao što je zrcalo, a zatim projicirati na zavareni šav pomoću reflektirajućeg fokusirajućeg elementa ili zrcala. Lasersko zavarivanje je beskontaktno zavarivanje, tijekom operacije nije potreban pritisak, ali je potreban inertni plin kako bi se spriječila oksidacija rastaljenog bazena, a povremeno se koristi dodatni metal. Lasersko zavarivanje može se kombinirati s MIG zavarivanjem kako bi se formiralo lasersko MIG kompozitno zavarivanje kako bi se postiglo zavarivanje s velikim prodiranjem, a unos topline znatno je smanjen u usporedbi s MIG zavarivanjem.