W dziedzinie spawania laserowego, niezależnie od tego, czy jest to użytkownik jako klient, czy sprzęt jako dostawca, gdy projekt spawania laserowego jest już przed Tobą, spawanie pulsacyjne lub ciągłe jest prawie pierwszą rzeczą, którą należy rozważyć.Ponieważ problem ten obejmuje wiele czynników, takich jak koszt, proces, wydajność przetwarzania, źródło światła i kolejne ulepszenia sprzętu, należy go traktować z ostrożnością.W tym artykule przedstawiono kilka prostych wyjaśnień dotyczących aspektów zasady, źródła światła, charakterystyki wiązki, charakterystyki każdego procesu spawania i zakresu zastosowań.
1. Powiązane zasady
Istnieje wiele sposobów klasyfikacji laserów, takich jak podczerwień, światło widzialne i ultrafiolet, zgodnie z klasyfikacją długości fali.
Według materiałów do obróbki laserowej, istnieją lasery CO2, lasery światłowodowe, lasery na ciele stałym Nd3+:YAG, lasery dyskowe Nd3+:YAG, bezpośrednie lasery półprzewodnikowe, lasery barwnikowe itp., a lasery ciągłe i pulsacyjne są określane zgodnie z metodą pracy lasera.Ogólnie rzecz biorąc, gdy wiązka lasera porusza się tam iz powrotem w rezonatorze, wyemituje jeden raz, a ciągłe tam iz powrotem (zwane również oscylacjami o wysokiej częstotliwości) utworzy wiele wyjść.Kiedy częstotliwość wyjściowa osiąga określoną wartość krytyczną, nazywamy to światłem ciągłym, w przeciwnym razie nazywamy to światłem pulsacyjnym, a odpowiednie lasery to lasery ciągłe i lasery pulsacyjne.Nie ma jednak jednolitego i jasnego standardu podziału tych dwóch dziedzin w kręgach akademickich iw przemyśle.Bardziej powszechnym powiedzeniem jest to, że gdy powtarzana częstotliwość światła wynosi 102 Hz i mniej, jest to impuls, a gdy wynosi 102 ~ 103 Hz, jest to quasi-ciągłe (QCW), 103 ~ 106 Hz jest ciągłe (określane jako CW) , a 106~109 Hz lub nawet więcej jest nadciągłe.Jeśli chodzi o odpowiednie parametry mocy, lasery CW generalnie dają tylko moc, podczas gdy lasery impulsowe dają moc pojedynczego impulsu, średnią moc, szerokość i częstotliwość impulsu itp. Specyficzna opłacalna metoda to: średnia moc = moc pojedynczego impulsu × szerokość impulsu × częstotliwość.
W większości przypadków spawanie ciągłe wykorzystuje lasery światłowodowe.W ostatnich latach, wraz z ciągłą dojrzałością i stabilnością bezpośrednich laserów półprzewodnikowych klasy przemysłowej, ich zastosowanie w spawaniu ciągłym stopniowo wzrastało. Lasery impulsowe charakteryzują się impulsowym emisją światła o niskiej częstotliwości wyjściowej.Lasery o niższej mocy mogą emitować bardzo wysoką energię impulsu.Na przykład laser pulsacyjny 500 W, moc pojedynczego impulsu może osiągnąć 12 kW lub nawet więcej.W ten sposób to samo Penetracja spawania laserów impulsowych o większej mocy jest większa niż laserów światłowodowych (ciągłych).Lasery CW charakteryzują się ultrawysoką częstotliwością wyjściową oraz stosunkowo stabilną i niską energią pojedynczego impulsu.
2. Charakterystyka wiązki
Jak wszyscy wiemy, wiązka emitowana przez laser CW (światłowodowy) jest typową wiązką gaussowską, gęstość mocy w centrum optycznym jest bardzo duża, a gęstość mocy gwałtownie spada wzdłuż zewnętrznej części środka optycznego.Natężenie światła laserów impulsowych ma rozkład płaski, energia jest w przybliżeniu równomiernie rozłożona na powierzchni prostopadłej do wiązki.
3. Proces spawania
Ciągła częstotliwość wyjściowa światła spawalniczego jest bardzo wysoka.Przy zastosowaniu dobrej ochrony spawalniczej i odpowiednich parametrów spawania można uzyskać równomierny i gładki szew spawalniczy.Ten rodzaj spoiny zasadniczo nie wymaga szlifowania ani polerowania.Jednak ze względu na niską częstotliwość światła podczas spawania pulsacyjnego, podczas pracy słychać wyraźne i przerywane odgłosy stukania oraz uzyskuje się gładką spoinę rybiej łuski, która jest nieco podobna do spawania łukiem argonowym lub może być również stosowana w razie potrzeby , tworzą pełne pojedyncze miejsce spawania punktowego.W procesie przetwarzania spawanie ciągłe wymaga jedynie wybrania kilku parametrów, takich jak odpowiedni tor spawania, prędkość robocza i moc, co jest stosunkowo proste, podczas gdy spawanie pulsacyjne wymaga regulacji szerokości impulsu, częstotliwości wyjściowej światła, mocy pojedynczego impulsu , prędkość robocza i puls.Wiele parametrów, takich jak przebiegi, jest rozpatrywanych kompleksowo, co jest stosunkowo skomplikowane.
Gęstość energii wiązki lasera światłowodowego w centrum optycznym jest bardzo wysoka, a przy obecnych środkach technicznych wiązka lasera może być sprzężona ze światłowodem do transmisji energii o bardzo małej średnicy rdzenia, więc laser optyczny średniej i dużej mocy jest bardzo nadaje się do spawania z głęboką penetracją, pozwala uzyskać spoiny o bardzo dużych proporcjach.Charakterystyka płaskiego rozsyłu impulsowych wiązek laserowych ma ogromne zalety w przypadku spawania przewodzącego ciepło, reprezentowanego przez spawanie cienkich blach.
4. Zastosowanie
Ze względu na wysoką stabilność, niski pobór mocy, wysoką wydajność, wyjątkowo wysoką jakość wiązki i gęstość energii, lasery ciągłe (włóknowe) nieprzerwanie zajmują w ostatnich latach rynek laserów CO2 i laserów na ciele stałym Nd3+:YAG w dziedzinie spawania .Przyszły udział w rynku nie będzie się dalej zwiększał.Obecnie na rynku spawanie ciągłe jest stosowane głównie do spawania z głębokim wtopieniem.Na przykład w dziedzinie części samochodowych lasery światłowodowe (ciągłe) są zasadniczo używane do spawania.Wraz z ciągłym rozwojem technologii lasera światłowodowego i technologii bezpośredniego lasera półprzewodnikowego, ciągłe spawanie będzie stosowane w większej liczbie dziedzin.Ponadto ciągły proces spawania, charakteryzujący się niezwykle wysoką wydajnością i stabilnością, dobrze wpisuje się w ogólny trend obecnego przemysłu wytwórczego od ręcznego i półautomatycznego trybu produkcji do inteligentnego i automatycznego.Rynek spawania impulsowego będzie się nadal kurczył w przyszłości, zwłaszcza na tym etapie lasery światłowodowe opracowały lasery quasi-ciągłe, które mogą z nimi konkurować.Jednak zmieniliśmy się również, aby zobaczyć, że lasery na ciele stałym Nd3+:YAG są tanie, łatwe w użyciu i łatwe w utrzymaniu, a wiele specjalnych materiałów i specjalnych wymagań spawalniczych wymaga użycia spawania pulsacyjnego, co również sprawia, że istnieje spawanie pulsacyjne przez długi czas w przyszłości.
Jak wybrać dwie metody spawania to problem, który należy rozważyć kompleksowo.Należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak cena, koszt użytkowania, wymagania procesowe i wydajność produkcji.Spawanie pulsacyjne ma niską wydajność i wysokie koszty użytkowania, ale niski koszt i wysoką energię pojedynczego impulsu;ciągłe spawanie ma wysoką wydajność, niskie koszty eksploatacji, ale wysoką cenę.Oba mają swoje zalety i wady, dlatego mają różne zakresy zastosowań.