Apakah perbezaan antara laser berterusan (CW) dan laser berterusan kuasi (QCW)?

Laser gelombang berterusan (CW) dan laser kuasi-gelombang berterusan (QCW) ialah dua jenis laser yang biasa digunakan dalam pelbagai aplikasi. Laser CW memancarkan pancaran cahaya yang berterusan, manakala laser QCW memancarkan satu siri denyutan pendek. Berikut adalah beberapa perbezaan antara kedua-dua jenis laser ini:

Gaussian Energy Distribution of Single-Mod CW Laser

Laser CW: CW ialah singkatan untuk "gelombang berterusan", yang bermaksud laser gelombang berterusan. Ia mencapai output laser melalui tenaga pengujaan berterusan, bermakna laser kekal menyala sehingga ia berhenti. Laser CW biasanya mempunyai kuasa puncak yang lebih rendah dan kuasa purata yang lebih tinggi.

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, laser berterusan merujuk kepada laser yang boleh memancarkan cahaya secara berterusan dan berterusan, secara kolektif dikenali sebagai laser berterusan. Secara amnya, pemotongan logam biasa dan kimpalan aluminium tembaga adalah laser berterusan, yang paling banyak digunakan. Parameter utama untuk penyahpepijatan proses laser berterusan termasuk: bentuk gelombang kuasa, jumlah penyahfokus, titik diameter teras dan kelajuan;

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, rajah skema pengagihan tenaga Gaussian bagi laser berterusan mod tunggal-menunjukkan pengagihan tenaga keratan rentas pancaran laser. Tenaga tengah adalah yang paling tinggi, dan pinggiran berkurangan seterusnya, menunjukkan taburan Gaussian (Taburan Normal).

Perbandingan Tenaga Denyut Laser QCW dan Kimpalan Denyut

QCW ialah singkatan untuk "gelombang separa berterusan", yang bermaksud laser gelombang separa berterusan. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah a laser Berdenyutan, laser biasanya merupakan proses pelepasan cahaya sekejap-sekejap; Rajah b menunjukkan taburan tenaga laser. Berbanding dengan laser berterusan mod tunggal, pengagihan tenaga QCW lebih tertumpu, yang bermaksud bahawa QCW mempunyai ketumpatan tenaga yang lebih tinggi (keupayaan penembusan lebih kuat) daripada laser berterusan.

Ini ditunjukkan dalam aspek metalografik, yang bermaksud bahawa QCW mempunyai keupayaan penembusan yang lebih besar. Aspek metalografi yang dihasilkan adalah serupa dengan paku, dengan nisbah aspek yang lebih tinggi. Kuasa laser puncak dan ketumpatan tenaga tinggi QCW menjadikannya sesuai untuk aloi rintangan tinggi, bahan sensitif haba Terdapat kelebihan besar dalam sambungan mikro; Rajah c menunjukkan gambarajah skematik kimpalan laser Berdenyut dengan frekuensi yang berbeza. Ia boleh dilihat bahawa kimpalan nadi agak stabil dengan hampir tiada percikan.

Laser QCW terutamanya menggunakan teknologi yang dipanggil pensuisan Q-, yang merupakan kaedah berkesan untuk mendapatkan nadi pendek tenaga tinggi-. Ia memampatkan laser berterusan keluaran am ke dalam denyutan yang sangat sempit untuk pelepasan, dengan itu meningkatkan kuasa puncak sumber cahaya dengan beberapa urutan magnitud. Semasa Q-penukaran, sebelum medium keuntungan menyimpan tenaga yang mencukupi, keseluruhan resonator laser mengekalkan kehilangan rongga yang tinggi. Pada masa ini, laser tidak dapat menghasilkan ayunan laser kerana ambang terlalu tinggi, supaya bilangan Nombor Zarah peringkat atas boleh terkumpul dalam kuantiti yang banyak. Apabila pengumpulan mencapai nilai tepu, kehilangan rongga dengan cepat berkurangan kepada nilai yang sangat kecil, jadi kebanyakan tenaga yang disimpan oleh zarah peringkat atas akan ditukar menjadi tenaga laser dalam masa yang singkat, Menjana output nadi laser yang kuat pada akhir output.

Sebagai contoh, belon yang serupa dengan dram bulat boleh dilepaskan daripada muncungnya dan dikempiskan secara perlahan dan berterusan, yang dipanggil laser berterusan. Melaraskan nilai Q adalah untuk menekan belon dan mengembangnya serta-merta, yang secara kasarnya berlaku dengan berterusan dan QCW.

Rajah4 a Rupa kuku pengedap laser CW, rupa jahitan kimpalan lurus, pemeriksaan metalografi keratan membujur; penampilan kuku pengedap laser QCW, penampilan kimpalan lurus, metalografi bahagian membujur;

Untuk menyelam lebih mendalam tentang bagaimana pemampatan nadi dan ketumpatan tenaga tinggi ini mempengaruhi pemprosesan mikro-sebenar, anda boleh membaca panduan komprehensif kami tentangmengoptimumkan kimpalan mikro laser gentian-dan memilih sumber yang betul. Untuk pecahan asas teknologi ini, terokai penjelasan lengkap kami tentangQCW quasi-teknologi laser berterusan.

1. Penampilan QCW adalah serupa dengan kimpalan titik nadi, dengan corak skala ikan, manakala laser berterusan mempunyai lengkung yang licin dan berterusan;

2. Input tenaga: input laser berterusan, input terputus-putus nadi, dicerminkan pada metalografi, kimpalan laser berterusan metalografi membujur berterusan, hanya turun naik sedikit, laser nadi boleh melihat dengan jelas penggerudian laser seperti penyambungan metalografi laser titik tunggal, setiap metalografik yang sepadan dengan laser dapat dilihat dengan jelas; Oleh itu, kimpalan berterusan adalah lebih kuat daripada kimpalan laser QCW dalam kekuatan sambungan kimpalan.

Perbandingan Terperinci Prinsip Kimpalan Laser Berterusan (CW) dan Kuasi-Berterusan (QCW)

1. Mengelakkan pengaruh bulu pada penyerapan bahan, menjadikan proses lebih stabil: semasa interaksi antara laser dan bahan, bahan akan mengalami penyejatan teruk, membentuk campuran wap logam, plasma, dan gas lain di atas kolam lebur, secara kolektif dikenali sebagai bulu logam. Gumpalan logam ini akan melindungi laser daripada mencapai permukaan bahan, mengakibatkan kuasa laser yang tidak stabil mencapai permukaan bahan, mengakibatkan kecacatan seperti percikan, titik letupan dan lubang; Walau bagaimanapun, kimpalan nadi QCW dicirikan oleh keluaran cahaya terputus-putus (keluaran cahaya 5ms, keluaran cahaya terputus-putus 10ms, dan kemudian keluaran cahaya seterusnya), yang memastikan bahawa setiap serangan laser pada permukaan bahan tidak terjejas oleh bulu logam, menjadikannya lebih stabil berbanding dengan kimpalan dan mempunyai kelebihan dalam kimpalan plat nipis.

2. Kolam Cairan Stabil: Tekanan pada lubang kunci kolam cair, tempoh panjang tindakan laser berterusan, kawasan pengaliran haba yang besar, kawasan kolam cair yang besar, dan banyaknya logam cecair menjadikan kolam cair kimpalan berterusan jauh lebih besar daripada kolam cair laser QCW. Kecacatan seperti liang, retak dan percikan berkait rapat dengan kolam lebur: jika kolam lebur besar, tegangan permukaan kolam lebur berkurangan dengan peningkatan suhu, dan kolam lebur yang besar lebih terdedah kepada keruntuhan lubang kunci, seperti yang ditunjukkan dalam a3; Oleh kerana tenaga yang lebih tertumpu dan masa tindakan singkat kimpalan laser QCW, kolam lebur terutamanya wujud di sekeliling lubang kunci, dan dayanya adalah seragam. Kadar kejadian relatif liang, rekahan dan percikan adalah lebih rendah.

3. Zon terjejas haba Saller: tindakan laser berterusan pada bahan secara berterusan memindahkan haba ke bahan, menjadikan bahan nipis sangat mudah terdedah kepada ubah bentuk terma dan kecacatan seperti retak yang disebabkan oleh tekanan dalaman. QCW bertindak secara berselang-seli pada bahan, memberikan masa penyejukan, menjadikannya lebih kecil dalam zon terjejas haba dan input haba, menjadikannya lebih sesuai untuk memproses bahan nipis; Dan bahan yang berdekatan dengan penderia haba hanya boleh diproses menggunakan laser QCW.

4. Kuasa Puncak Tinggi: Dengan purata kuasa laser berterusan dan QCW yang sama, QCW boleh mencapai kuasa puncak yang lebih tinggi, ketumpatan tenaga yang lebih tinggi, kedalaman lebur yang lebih besar dan penembusan yang lebih kuat. QCW mempunyai lebih banyak kelebihan dalam kimpalan aloi tembaga dan kepingan aloi aluminium. Ketumpatan tenaga laser berterusan dengan kuasa purata yang sama adalah lebih rendah daripada QCW, yang mungkin menyebabkan laser gagal menghasilkan tanda kimpalan pada permukaan bahan dan kesemuanya akan dipantulkan. Jika laser terlalu tinggi, kadar penyerapan laser akan meningkat secara mendadak selepas mencapai lebur bahan, dan input haba akan meningkat secara tiba-tiba, mengakibatkan kedalaman lebur dan input haba yang tidak terkawal. Ia tidak boleh digunakan dalam kimpalan plat nipis, dan mungkin terdapat fenomena sama ada kegagalan untuk menghasilkan tanda kimpalan atau terbakar, yang tidak dapat memenuhi keperluan proses.

Perbandingan Terperinci Mekanisme Lubang Kunci Kimpalan Laser CW dan QCW

Oleh kerana ciri-ciri bukan-percikan dan kestabilan-tinggi ini, gelombang berterusan-kuasi telah merevolusikan pembuatan ketepatan. Ketahui lebih lanjut tentang kejuruteraan khusus di sebalik sistem ini dalam artikel kami:Apakah mesin kimpalan laser gentian QCW?

Oleh kerana tempoh nadi adalah pendek (biasanya beberapa milisaat), haba yang memasuki bahagian diminimumkan, jadi disyorkan untuk menggunakan kimpalan laser berdenyut di sekeliling penderia haba dan bahan dinding yang sangat nipis. Pada masa yang sama, kerana jumlah tenaga yang besar yang dihantar pada permulaan nadi, kimpalan laser berdenyut selalunya sesuai untuk logam reflektif. Biasanya dirujuk sebagai "nadi dipertingkatkan", lonjakan kuasa pada permulaan kitaran nadi hanya bertahan untuk sebahagian kecil daripada jumlah tempoh nadi. Walau bagaimanapun, kuasanya mencukupi untuk menembusi pemantulan bahan sambil mengekalkan kuasa purata yang lebih rendah, dengan itu mengurangkan haba. Laser CW mesti menyediakan sejumlah besar tenaga untuk menggabungkan logam yang sangat pemantul, dan haba yang dihasilkan boleh merosakkan bahagian atau komponen di dalamnya dengan mudah. Kimpalan laser gelombang berterusan CW kebanyakannya adalah laser kuasa tinggi-dengan kuasa melebihi 500 watt. Secara umumnya, laser jenis ini harus digunakan untuk plat dengan ketebalan 1mm atau lebih. Mekanisme kimpalan adalah kimpalan penembusan dalam berdasarkan kesan lubang kunci, dengan nisbah aspek yang besar melebihi 8:1, tetapi input haba yang agak tinggi.

Akhir sekali, disebabkan oleh kemajuan teknologi laser, terdapat juga teknologi modulasi laser berterusan untuk mencapai kimpalan nadi bagi laser berterusan, serta-kimpalan nadi frekuensi tinggi bagi laser QCW.

Secara keseluruhan, kedua-dua laser CW dan laser QCW mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka, bergantung pada aplikasi tertentu. Laser CW sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pancaran cahaya yang berterusan, manakala laser QCW sesuai untuk aplikasi yang memerlukan denyutan pendek tenaga tinggi. Oleh itu, adalah penting untuk memilih jenis laser yang sesuai untuk aplikasi khusus anda untuk mencapai hasil yang terbaik.

Sama ada aplikasi anda memerlukan kuasa puncak tinggi laser QCW untuk komponen-mikro yang halus atau output tenaga berterusan laser CW standard untuk pemotongan logam tebal, pemilihan sistem perindustrian yang betul adalah penting. Terokai-prestasi tinggi kamiMesin Kimpalan Laser Fiberkategori untuk mencari konfigurasi tersuai yang sempurna untuk peningkatan pengeluaran anda.