Nepertraukiamas arba impulsinis suvirinimas lazeriu: kaip pasirinkti tinkamą režimą

Lazerinio suvirinimo pirkėjai dažnai susiduria su tuo pačiu klausimu specifikacijos etape:nuolatinė banga (CW) ar impulsinė?Atsakymas yra ne tik „pulsas plonam, CW storam“. Medžiagos atspindėjimas, jautrumas šilumai, siūlės geometrija, reikalingas gylis ir ciklo trukmė stumia sprendimą skirtingomis kryptimis. Šiame vadove pateikiama informacija apie fiziką, pluošto charakteristikas, suvirinimo rezultatus ir sąnaudų logiką, kad galėtumėte suderinti lazerio režimą su užduotimi -, o ne atvirkščiai.

Lazeris gali būti suskirstytas į kategorijas pagal bangos ilgį, aktyviąją terpę arba veikimo režimą. Pagal bangos ilgį pramonė paprastai nurodo infraraudonųjų, matomų ir ultravioletinių spindulių sistemas. Pagal aktyviąją terpę galima pasirinkti CO₂ lazerius, skaidulinius lazerius, Nd³⁺:YAG kietojo kūno- lazerius, diskinius lazerius, tiesioginius diodinius lazerius (DDL) ir dažų lazerius. Darbo režimas - pluošto tiekimo būdas - yra svarbiausias suvirinimui: nuolatinė banga (CW), kvazi-nepertraukiama banga (QCW) arba impulsinė.

Jei vis dar lyginate, kuris lazerio šaltinis tinka jūsų programai, skaitykite mūsų straipsnįlyginant skirtingų lazerių tipų privalumus ir trūkumusPateikiama CO₂, pluošto, Nd:YAG, disko ir DDL platformų apžvalga.

Rezonatoriaus viduje šviesa svyruoja tarp veidrodžių. Kai tų serijų pasikartojimo dažnis nesiekia slenksčio, išvestis perduodama kaip atskiri impulsai. Kai dažnis peržengia tą slenkstį, atskiri impulsai susilieja į nuolatinį srautą. Nėra universalios dažnio ribos, kurią naudoja kiekvienas gamintojas, tačiau praktinis skirtumas yra tikras: impulsinės sistemos perduoda atskirus, didelės{3}}energijos paketus, o CW sistemos – pastovią šilumos įvestį.

Norėdami plačiau susipažinti su šilumos šaltinio veikimu, jungčių tipais ir pramoninio suvirinimo režimais, pradėkite nuoLazerinio suvirinimo technologijos pagrindai.

1 lentelė. Praktinė lazerio veikimo režimų klasifikacija pagal pasikartojimo dažnį. Ribinės vertės yra pramonės-nuorodos diapazonai, o ne absoliučios slenksčiai.

Norėdami tiksliai palyginti CW ir QCW, - įskaitant suvirinimo efektą, pranašumus ir pritaikymą -, skaitykite vadovąCW ir QCW darbo režimų palyginimas.

Metalo pjovimo metu CW lazeriai paprastai apibūdinami tik galia. Impulsinio suvirinimo lazeriu metu procesą apibrėžia keturi parametrai: didžiausia impulso galia, impulso trukmė (impulso plotis), pasikartojimo dažnis (dažnis) ir vidutinė galia. Santykis tarp jų yra toks:

Vidutinė galia=didžiausia impulso galia × impulso plotis × pasikartojimo dažnis

Ši lygtis yra pagrindinis bet kokio impulsinio suvirinimo darbo apribojimas. 500 W vidutinės{2}}galios impulsinė Nd:YAG sistema vis tiek gali tiekti didžiausią impulsų galią, viršijančią 12 kW, nes energija yra supakuota į labai trumpus, plačiai atskirtus serijas. Dėl didelio didžiausio-ir-vidutinio santykio impulsinis suvirinimas efektyviai veikia atspindinčius metalus ir termiškai jautrius mazgus.

Skaiduliniai CW lazeriai dominuoja didelio{0}}greičio, gilaus{1}}siskverbimo suvirinant. Jie nepasiekia tos pačios vieno -impulso didžiausios galios kaip Nd:YAG, tačiau išlaiko ruošinį veikiant stabilią šiluminę apkrovą esant dideliam judėjimo greičiui. DDL sistemos vis labiau konkurencingos CW suvirinimo srityje: kompaktiškos, elektra efektyvios ir beveik -viršutinio- intensyvumo profilis, kuris tolygiai dengia plačias siūles.

Tarp dviejų kraštutinumų yra QCW pluošto lazerinis suvirinimas. QCW sistemos skleidžia trumpus impulsus kHz{1}}klasės pasikartojimo dažniu, derindamos didelę didžiausią galią su kontroliuojamu darbo ciklu. Technologijų apžvalgą, kaip QCW perjungia impulsinį ir CW apdorojimą, žrQCW pluošto lazerinio suvirinimo technologija apžvalga. Apie didžiausią-jėgos mechaniką už impulsų sekimo žrQCW impulsų struktūra ir didžiausia galia.

Impulsinį suvirinimą pagalvokite kaip apie polių variklį: kiekvienas impulsas duoda stiprų, vietinį smūgį, tada medžiaga atvėsta prieš ateinant kitam impulsui. Rezultatas yra gili, siaura šilumos paveikta zona (HAZ) ir minimalus šoninis šilumos plitimas. Nepertraukiamas suvirinimas labiau panašus į pastovų vinių pistoletą: mažesnė individuali impulsų energija, bet daug daugiau smūgių per sekundę, todėl šiluma nuolat teka išilgai siūlės. Suvirinimo baseinas lieka atviras ilgiau, rutulys yra platesnis, o įsiskverbimas atsiranda dėl nuolatinės energijos įvedimo, o ne dėl atskirų sprogimų.

Nd:YAG impulsiniai lazeriai yra klasikinis pasirinkimas, kai svarbu tiksli šilumos kontrolė. Jų didelė didžiausia galia gali įveikti aliuminiu, variu ir auksu{1}}dengtų paviršių atspindį, o ilgas laikas tarp impulsų riboja šilumos kaupimąsi. Skaiduliniai CW lazeriai, priešingai, pasižymi greičiu ir stabilumu: puiki spindulio kokybė, didelis sieninio-kištuko efektyvumas ir ilgi priežiūros intervalai. DDL prideda dar vieną parinktį programoms, kurioms reikalingas vienodas šildymas dideliame plote, nereikalaujant pluošto ar lempos{6}}siurbimo sistemos.

Sijos profilis dažnai nepastebimas, tačiau nuo jo priklauso, kaip energija patenka į medžiagą.

CW pluošto lazeriai paprastai gamina aGauso spindulys: didžiausias galios tankis yra centre ir eksponentiškai krenta link kraštų, sudarydamas varpo -formos TEM₀₀ profilį. Dėl šios griežtos koncentracijos sukuriamas labai didelis smailės intensyvumas fokusuojant, todėl Gauso spinduliai idealiai tinka suvirinimui su rakto skylutėmis ir smulkiam pjovimui. Sužinokite, kaip ta sutelkta energija skatina gilias suvirinimo siūles iš mūsų paaiškinimokaip veikia gilaus įsiskverbimo lazerinis suvirinimas.

Impulsinis Nd:YAG ir daugelis DDL sistemų pateikia aviršutinė-kepurė(plokščias{0}}viršus) spindulys: energija beveik tolygiai paskirstoma taške su aštriais kraštais. Viršutiniai-skrybėlaičių profiliai sukuria nuoseklų energijos nusėdimą apibrėžtoje srityje, o tai naudinga apdorojant paviršių, suvirinant šilumos laidumą ir atliekant plonas-sandarančias lakštų jungtis, kai plokščia, pasikartojanti lydymosi zona yra svarbesnė už maksimalų gylį.

Todėl profilio pasirinkimas priklauso nuo to, ar prioritetas yra gylis, greitis ar vienodumas.

Esant teisingiems parametrams, CW pluošto lazerio siūlė yra lygi ir vienoda, todėl dažnai nereikia šlifuoti arba poliruoti. Karoliukas yra ištisinis, kojų pirštų linijos lygios, o šilumos tiekimas yra nuspėjamas nuo pradžios iki pabaigos. Štai kodėl automobilių jėgos agregatų, akumuliatoriaus šynų ir storų{2}}sienių vamzdynų taikymai teikia pirmenybę CW pluošto suvirinimui.

Nepertraukiamas suvirinimas · Cinkuoto plieno lakštų puslaidininkinis suvirinimas lazeriu

Impulsinis Nd:YAG suvirinimas girdimas skirtingas: kiekvienas impulsas skleidžia trumpą trinktelėjimą, o sutvirtėjęs rutuliukas rodo pažįstamą žuvies{0}} skalę, būdingą tiksliam TIG darbui. Taikant taškinio-suvirinimo režimą, kiekvienas impulsas sukuria atskirą grynuolį, kuris idealiai tinka mikroelektronikai, medicinos prietaisams ir jutiklių rinkiniams, kur jungtis turi būti maža ir termiškai izoliuota nuo netoliese esančių komponentų.

Impulsinis suvirinimas · Nd:YAG nerūdijančio plieno lakštų suvirinimas lazeriu

Impulsinių parametrų rinkiniai yra sudėtingesni nei CW. Operatorius turi subalansuoti impulso plotį, didžiausią galią, dažnį, judėjimo greitį ir bangos formos formą. Priešingai, CW suvirinimas daugiausia priklauso nuo galios, važiavimo greičio ir spindulio fokusavimo padėties. Jei kyla problemų dėl paviršiaus kokybės, poringumo ar purslų, žrlazerinio suvirinimo aparato trikčių šalinimassisteminės diagnostikos vadovas.

CW pluošto lazeriai užėmė didelę CO₂ ir Nd:YAG sistemų rinkos dalį. Jie yra stabilesni, efektyvesni-energijos, greitesni ir lengviau integruojami su robotais ir pramonės 4.0 gamybos linijomis. Įprasti laimėjimai yra automobilių transmisijos pavaros, variklio komponentai, akumuliatoriaus korpusai, šynos ir storas{4}}nerūdijančio plieno vamzdis.

Nd:YAG impulsiniai lazeriai išlaiko vertę visur, kur svarbiausia yra maža bendra šilumos įvestis: šilumai -jautri elektronika, mikro-suvirinti medicinos instrumentai, plonasienės aviacijos detalės ir atspindintys taurieji metalai. Čia taip pat konkuruoja QCW skaiduliniai lazeriai, siūlydami didelę didžiausią galią su programuojamu impulsų formavimu, tačiau Nd:YAG sistemos vis tiek siūlo mažesnes įėjimo išlaidas ir paprastesnę priežiūrą daugelyje mažų{4}}partijų ir darbų{5}}nustatymų.

Mažai{0}}remonto, prototipų darbo ar lankstumo-svetainėje atveju,Rankinio lazerinio suvirinimo aparato pagrindaisąranka gali sujungti abu režimus, leisdama operatoriams nekeisdami mašinų pereiti tarp CW plonų{0}}lapų darbo ir impulsinio taško remonto.

Žvelgiant į ateitį, pluošto formavimas, kelių pluoštų{0}}ir hibridiniai lazeriniai procesai dar labiau sulies linijas. Klausimas nebėra "CW ar pulso?" bet "kuris šaltinio, spindulio formos ir impulsų valdymo derinys išsprendžia taikymą mažiausiomis bendromis sąnaudomis?"

Naudokite šią sistemą, kad trumpai{0}}išvardytumėte tinkamą režimą prieš prašydami pasiūlymo:

2 lentelė. Impulsinio ir nepertraukiamo lazerinio suvirinimo sprendimų matrica. Vertybės yra tipinės proceso charakteristikos, o ne absoliučios garantijos. Prieš išleidžiant gamybą rekomenduojama patikrinti suvirinimo siūlių pavyzdį-.

Apatinė eilutė:Pasirinkite impulsinį, kai dalis netoleruoja karščio, jungtis yra maža arba medžiaga labai atspindi. Pasirinkite CW, kai greitis, gilus įsiskverbimas ir maža metro kaina yra svarbesnė nei HAZ sumažinimas. Atliekant darbus, kurie atliekami tarp jų, lanksčiausias būdas gali būti QCW pluošto suvirinimas arba dviejų{2}}režimų sistema.

Jei jums reikia gamybai{0}}paruošto sprendimo, naršykite mūsų asortimentąpramoniniai lazerinio suvirinimo aparataiarba ištirti6 ašių QCW pluošto lazerinis suvirintojasautomatizuotoms QCW programoms. Medžiagą ir jungties detales siųskite adresuinfo@kingslaser.comsuvirinimo{0}}vertinimo pavyzdžiui.