การเชื่อมด้วยเลเซอร์และการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์อย่างต่อเนื่องกับเลเซอร์พัลส์

    เราทุกคนรู้ว่าประเภทของเครื่องกำเนิดเลเซอร์รวมถึงเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง (หรือที่เรียกว่าเลเซอร์ CW) และเลเซอร์พัลซิ่ง เมื่อชื่อมีความหมายว่าเอาต์พุตเลเซอร์คลื่นอย่างต่อเนื่องจะต่อเนื่องในเวลาและแหล่งปั๊มเลเซอร์อย่างต่อเนื่องให้พลังงานในการสร้างเอาต์พุตเลเซอร์เป็นเวลานานจึงได้รับแสงเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง กำลังขับของเลเซอร์ CW ​​โดยทั่วไปค่อนข้างต่ำซึ่งเหมาะสำหรับโอกาสที่ต้องใช้การทำงานของเลเซอร์คลื่นอย่างต่อเนื่อง เลเซอร์พัลซิ่งหมายความว่ามันใช้งานได้เพียงครั้งเดียวในช่วงเวลาหนึ่ง เลเซอร์พัลซิ่งมีกำลังไฟขนาดใหญ่และเหมาะสำหรับการทำเครื่องหมายเลเซอร์การตัดการเชื่อมการทำความสะอาดและการจัดเรียง ในความเป็นจริงในแง่ของหลักการทำงานพวกเขาทั้งหมดเป็นของชนิดชีพจร แต่ความถี่พัลส์เลเซอร์เอาท์พุทของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องค่อนข้างสูงซึ่งไม่สามารถรับรู้ได้ด้วยตามนุษย์ 

เลเซอร์พัลส์กับเลเซอร์ CW

คำจำกัดความและหลักการ

1. หากมีการเพิ่มโมดูเลเตอร์ลงในเลเซอร์เพื่อสร้างการสูญเสียเป็นระยะส่วนหนึ่งของเอาต์พุตสามารถเลือกได้จากพัลส์จำนวนมากซึ่งเรียกว่าเลเซอร์พัลซิ่ง พูดง่ายๆคือแสงเลเซอร์ที่ปล่อยออกมาโดยเลเซอร์พัลซิ่งคือลำแสงโดยลำแสง มันเป็นรูปแบบเชิงกลเช่นคลื่น (คลื่นวิทยุ/คลื่นแสง ฯลฯ ) ที่ปล่อยออกมาในเวลาเดียวกัน 2 ในเลเซอร์ CW ​​แสงโดยทั่วไปจะส่งออกหนึ่งครั้งในการเดินทางไปกลับในโพรง เนื่องจากความยาวโพรงโดยทั่วไปอยู่ในช่วงมิลลิเมตรถึงเมตรจึงสามารถส่งออกหลายครั้งต่อวินาทีซึ่งเรียกว่าเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง พูดง่ายๆคือเลเซอร์ CW ​​จะปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่อง แหล่งปั๊มเลเซอร์อย่างต่อเนื่องให้พลังงานอย่างต่อเนื่องในการสร้างเอาต์พุตเลเซอร์เป็นเวลานานจึงได้รับแสงเลเซอร์คลื่นอย่างต่อเนื่อง

คุณสมบัติ

1. ผ่านการกระตุ้นของสารทำงานและเอาต์พุตเลเซอร์ที่สอดคล้องกันเลเซอร์ CW ​​สามารถดำเนินการต่อในโหมดต่อเนื่องเป็นเวลานาน 

2. เลเซอร์พัลส์มีกำลังขับขนาดใหญ่ มันเหมาะสำหรับการทำเครื่องหมายเลเซอร์การตัดตั้งแต่ ฯลฯ ข้อได้เปรียบคือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรวมของชิ้นงานมีขนาดเล็กช่วงที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็กและการเสียรูปของชิ้นงานมีขนาดเล็ก

ลักษณะ

1. เลเซอร์คลื่นต่อเนื่องมีสถานะการทำงานที่มั่นคงนั่นคือสถานะคงที่ จำนวนอนุภาคของแต่ละระดับพลังงานในเลเซอร์ CW ​​และสนามรังสีในโพรงมีการกระจายที่มั่นคง

2. เลเซอร์พัลซิ่งหมายถึงเลเซอร์ที่มีความกว้างพัลส์ของเลเซอร์เดี่ยวน้อยกว่า 0.25 วินาทีและทำงานเพียงครั้งเดียวในช่วงเวลาหนึ่ง

วิธีการทำงาน

1. โหมดการทำงานของเลเซอร์พัลซิ่งหมายถึงโหมดที่เอาต์พุตของเลเซอร์ไม่ต่อเนื่องและทำงานเพียงครั้งเดียวในช่วงเวลาหนึ่ง

2. โหมดการทำงานของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องหมายความว่าเอาต์พุตเลเซอร์ต่อเนื่องและเอาต์พุตจะไม่ถูกขัดจังหวะหลังจากเปิดเลเซอร์

กำลังขับ

1. เลเซอร์พัลส์มีกำลังเอาต์พุตขนาดใหญ่ 2. กำลังขับของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องโดยทั่วไปค่อนข้างต่ำ

2. กำลังขับของเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องโดยทั่วไปค่อนข้างต่ำ

พลังสูงสุด

1. เลเซอร์ CW ​​โดยทั่วไปสามารถบรรลุขนาดของพลังของตัวเองเท่านั้น

2. เลเซอร์พัลซิ่งสามารถบรรลุพลังของตัวเองได้หลายครั้ง ยิ่งความกว้างของชีพจรสั้นลงเท่าใดเอฟเฟกต์ความร้อนก็จะน้อยลง

วัสดุสิ้นเปลืองและการบำรุงรักษา

1. เครื่องกำเนิดเลเซอร์พัลส์: จำเป็นต้องได้รับการดูแลรักษาบ่อยครั้งและวัสดุสิ้นเปลืองจะพร้อมใช้งานในภายหลัง

2. เครื่องกำเนิดเลเซอร์คลื่นอย่างต่อเนื่อง: เกือบจะไม่ต้องบำรุงรักษาและไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองในระยะต่อมา

การทำความสะอาดเลเซอร์ CW ​​เทียบกับการทำความสะอาดเลเซอร์พัลส์

    การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีการทำความสะอาดพื้นผิววัสดุที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งสามารถแทนที่การทำความสะอาดดองดองแบบดั้งเดิมการพ่นทรายและการทำความสะอาดปืนน้ำแรงดันสูง เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ใช้หัวทำความสะอาดแบบพกพาและเลเซอร์ไฟเบอร์ซึ่งมีการส่งสัญญาณที่ยืดหยุ่นการควบคุมที่ดีวัสดุที่ใช้งานได้กว้างประสิทธิภาพสูงและผลที่ดี

สาระสำคัญของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คือการใช้ลักษณะของความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์สูงเพื่อทำลายมลพิษที่ติดอยู่กับพื้นผิวของสารตั้งต้นโดยไม่ทำลายพื้นผิว จากการวิเคราะห์ลักษณะทางแสงของสารตั้งต้นที่ทำความสะอาดและมลพิษกลไกการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: หนึ่งคือการใช้ความแตกต่างในอัตราการดูดซับของมลพิษและสารตั้งต้นเป็นความยาวคลื่นบางอย่างของพลังงานเลเซอร์ มลพิษจะถูกดูดซึมเพื่อให้สารมลพิษถูกทำให้ร้อนเพื่อขยายหรือระเหยกลายเป็นไอ อีกประเภทหนึ่งคือมีความแตกต่างเล็กน้อยในอัตราการดูดกลืนเลเซอร์ระหว่างสารตั้งต้นและมลพิษ เลเซอร์พัลซิ่งพลังงานสูงความถี่สูงใช้เพื่อส่งผลกระทบต่อพื้นผิวของวัตถุและคลื่นกระแทกทำให้มลพิษระเบิดและแยกออกจากพื้นผิวของสารตั้งต้น

ในด้านการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์เลเซอร์ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับแหล่งกำเนิดแสงทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เนื่องจากความน่าเชื่อถือความเสถียรและความยืดหยุ่นที่สูงขึ้น ในฐานะที่เป็นสององค์ประกอบหลักของเลเซอร์ไฟเบอร์เลเซอร์เส้นใยต่อเนื่องและเลเซอร์ไฟเบอร์พัลซิ่งครอบครองตำแหน่งที่โดดเด่นในการประมวลผลวัสดุด้วยกล้องจุลทรรศน์และการประมวลผลวัสดุที่แม่นยำตามลำดับ

การกำจัดสนิมสีน้ำมันและออกไซด์บนพื้นผิวโลหะในปัจจุบันเป็นสนามทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย การกำจัดสนิมลอยน้ำต้องใช้ความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ต่ำสุดและสามารถทำได้โดยใช้เลเซอร์พัลซิ่งพลังงานสูงเป็นพิเศษหรือแม้แต่เลเซอร์คลื่นต่อเนื่องที่มีคุณภาพลำแสงไม่ดี นอกเหนือจากชั้นออกไซด์ที่หนาแน่นแล้วโดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้เลเซอร์ mopa ที่มีพลังงานชีพจรที่อยู่ใกล้กับโหมดประมาณ 1.5MJ ที่มีความหนาแน่นสูง สำหรับมลพิษอื่น ๆ ควรเลือกแหล่งกำเนิดแสงที่เหมาะสมตามลักษณะการดูดซับแสงและความสะดวกในการทำความสะอาด ชุดเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์คลื่นพัลซิ่งและคลื่นความต่อเนื่องของ Stylecnc เหมาะสำหรับการประยุกต์ใช้จุดหยาบพลังงานขนาดใหญ่และจุดละเอียดพลังงานสูงตามลำดับ

ภายใต้สภาวะพลังงานเดียวกันประสิทธิภาพการทำความสะอาดของเลเซอร์พัลซิ่งนั้นสูงกว่าเลเซอร์คลื่นต่อเนื่อง ในเวลาเดียวกันเลเซอร์พัลซิ่งสามารถควบคุมอินพุตความร้อนได้ดีขึ้นและป้องกันอุณหภูมิพื้นผิวจากการอยู่สูงหรือไมโครละลายมากเกินไป

เลเซอร์ CW ​​มีข้อได้เปรียบในราคาและสามารถชดเชยช่องว่างที่มีประสิทธิภาพด้วยเลเซอร์พัลซิ่งโดยใช้เลเซอร์พลังงานสูง แต่เลเซอร์ CW ​​พลังงานสูงมีความร้อนมากขึ้นและเพิ่มความเสียหายต่อสารตั้งต้น

ดังนั้นจึงมีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างทั้งสองในสถานการณ์แอปพลิเคชัน ด้วยความแม่นยำสูงจึงจำเป็นต้องควบคุมความร้อนของสารตั้งต้นอย่างเคร่งครัดและสถานการณ์แอปพลิเคชันที่ต้องการให้สารตั้งต้นไม่ทำลายเช่นแม่พิมพ์ควรเลือกเลเซอร์พัลซิ่ง สำหรับโครงสร้างเหล็กขนาดใหญ่ท่อ ฯลฯ เนื่องจากปริมาณขนาดใหญ่และการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็วข้อกำหนดสำหรับความเสียหายต่อสารตั้งต้นไม่สูงและสามารถเลือกเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องได้

การเชื่อมเลเซอร์ CW ​​เทียบกับการเชื่อมเลเซอร์พัลส์

การเชื่อมด้วยเลเซอร์คือการใช้พัลส์เลเซอร์พลังงานสูงเพื่อให้ความร้อนในพื้นที่ในพื้นที่เล็ก ๆ พลังงานของรังสีเลเซอร์กระจายเข้าไปในด้านในของวัสดุผ่านการนำความร้อนและวัสดุจะละลายเพื่อสร้างสระหลอมเหลวที่เฉพาะเจาะจง การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในแง่มุมที่สำคัญของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการประมวลผลวัสดุเลเซอร์ เครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์และการเชื่อมเลเซอร์คลื่นอย่างต่อเนื่อง

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่มุ่งเป้าไปที่การเชื่อมของวัสดุผนังบางและชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำและสามารถตระหนักถึงการเชื่อมแบบสปอตการเชื่อมก้น, การเชื่อมตะเข็บ, การเชื่อมผนึก, ฯลฯ , ด้วยอัตราส่วนที่สูง, ความกว้างเชื่อมเล็ก ๆ , โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็ก, การเสียรูปขนาดเล็กและความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็ว ตะเข็บเชื่อมนั้นแบนและสวยงามไม่จำเป็นหรือการรักษาที่เรียบง่ายหลังจากการเชื่อมตะเข็บเชื่อมมีคุณภาพสูงไม่มีรูขุมขนสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำจุดโฟกัสมีขนาดเล็กความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูงและง่ายต่อการตระหนักถึงระบบอัตโนมัติ

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ชีพจรส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมแบบสปอตและการเชื่อมตะเข็บของวัสดุแผ่นโลหะ กระบวนการเชื่อมของมันเป็นของประเภทการนำความร้อนนั่นคือรังสีเลเซอร์ทำให้พื้นผิวของชิ้นงานและกระจายเข้าไปในวัสดุผ่านการนำความร้อนเพื่อควบคุมรูปคลื่นความกว้างพลังงานสูงสุดและความถี่การทำซ้ำของพัลส์เลเซอร์และพารามิเตอร์อื่น ๆ เพื่อสร้างการเชื่อมต่อที่ดีระหว่างชิ้นงาน ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์คือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรวมของชิ้นงานมีขนาดเล็กช่วงที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็กและการเสียรูปของชิ้นงานมีขนาดเล็ก

การเชื่อมเลเซอร์คลื่นต่อเนื่องส่วนใหญ่เป็นเลเซอร์กำลังสูงที่มีกำลังมากกว่า 500 วัตต์ โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ดังกล่าวควรใช้สำหรับแผ่นที่สูงกว่า 1 มม. กลไกการเชื่อมของมันคือการเชื่อมเจาะลึกบนพื้นฐานของเอฟเฟกต์รูเข็มด้วยอัตราส่วนขนาดใหญ่ซึ่งสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 5: 1 ความเร็วการเชื่อมที่รวดเร็วและการเสียรูปความร้อนขนาดเล็ก มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายในเครื่องจักรรถยนต์เรือและอุตสาหกรรมอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีเลเซอร์ CW ​​พลังงานต่ำที่มีพลังตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยวัตต์ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมพลาสติกและอุตสาหกรรมการประสานเลเซอร์

การเชื่อมเลเซอร์คลื่นอย่างต่อเนื่องส่วนใหญ่ดำเนินการโดยการให้ความร้อนอย่างต่อเนื่องกับพื้นผิวของชิ้นงานด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์หรือเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ กลไกการเชื่อมของมันคือการเชื่อมเจาะลึกบนพื้นฐานของผลกระทบรูเข็มด้วยอัตราส่วนขนาดใหญ่และความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็ว

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ชีพจรส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมแบบสปอตและการเชื่อมตะเข็บของวัสดุโลหะผนังบางที่มีความหนาน้อยกว่า 1 มม. กระบวนการเชื่อมเป็นของประเภทการนำความร้อนนั่นคือรังสีเลเซอร์ทำให้พื้นผิวของชิ้นงานร้อนแล้วกระจายเข้าไปในวัสดุผ่านการนำความร้อน พารามิเตอร์เช่นรูปคลื่นความกว้างพลังงานสูงสุดและอัตราการทำซ้ำทำให้การเชื่อมต่อที่ดีระหว่างชิ้นงาน มันมีแอปพลิเคชั่นจำนวนมากในเปลือกผลิตภัณฑ์ 3C, แบตเตอรี่ลิเธียม, ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์, การเชื่อมซ่อมแม่พิมพ์และอุตสาหกรรมอื่น ๆ

ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์คือการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรวมของชิ้นงานมีขนาดเล็กช่วงที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็กและการเสียรูปของชิ้นงานมีขนาดเล็ก

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นการเชื่อมฟิวชั่นซึ่งใช้ลำแสงเลเซอร์เป็นแหล่งพลังงานและผลกระทบต่อข้อต่อของการเชื่อม ลำแสงเลเซอร์สามารถชี้นำโดยองค์ประกอบออปติคัลแบนเช่นกระจกแล้วฉายลงบนตะเข็บเชื่อมโดยองค์ประกอบการโฟกัสหรือกระจกสะท้อนแสง การเชื่อมด้วยเลเซอร์คือการเชื่อมแบบไม่สัมผัสไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันในระหว่างการทำงาน แต่จำเป็นต้องใช้ก๊าซเฉื่อยเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของสระที่หลอมเหลวและใช้โลหะฟิลเลอร์เป็นครั้งคราว การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถรวมกับการเชื่อม MIG เพื่อสร้างการเชื่อมคอมโพสิตเลเซอร์เลเซอร์เพื่อให้ได้การเชื่อมการเจาะขนาดใหญ่และการป้อนความร้อนจะลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการเชื่อม MIG