Šiuolaikinėje pramoninėje gamyboje suvirinimas lazeriu tapo „nematomu meistru“, nuolat skatinančiu gamybos atnaujinimą tokiose pramonės šakose kaip automobilių, 3C elektronikos, aviacijos ir naujos energijos. Tobulėjant gamybos procesams, iškyla vis sudėtingesnių suvirinimo problemų: itin ploni 0,08 mm nikeliu-dengti variniai ąseliai ličio baterijose, dvipusis vario juostos suvirinimas, kurio tempimo stiprumo reikalavimai viršija 853 N 3C elektronikoje, ir milimetrų gylio{-}} aukštos temperatūros{10}}aviacijos ir kosmoso lydiniai.
Atsižvelgiant į tai, beveik{0}}nepertraukiamų bangų (QCW) lazerinio suvirinimo technologija išeina iš tradicinio nuolatinio suvirinimo (CW) lazerinio suvirinimo šešėlio. Dėl savo unikalių energijos išvesties charakteristikų ir proceso lankstumo QCW tampa pagrindiniu sprendimu, kai naudojamos labai atspindinčios medžiagos, šilumai -jautrios medžiagos ir aukšti- tikslumo reikalavimai. Šiame straipsnyje nagrinėjamas QCW lazerinio suvirinimo augimas techninių principų, taikymo efektyvumo ir pramonės tendencijų požiūriu.
I. Pagrindiniai QCW ir CW lazerinio suvirinimo skirtumai
Nors QCW ir CW lazerinis suvirinimas skiriasi tik vienu žodžiu, jų energijos išėjimo mechanizmai, proceso charakteristikos ir taikymo scenarijai iš esmės skiriasi. Šio skirtumo esmė yra tai, kaip energija tiekiama ir kontroliuojama siekiant subalansuoti suvirinimo kokybę, efektyvumą ir proceso stabilumą.
1. Energijos išėjimo charakteristikos: didžiausia galia ir vidutinė galia
CW lazeriai skleidžia energiją nuolat, todėl didžiausia galia yra palyginti maža, bet stabili ir didelė vidutinė galia, todėl jie tinka ilgoms, ištisoms suvirinimo siūlėms ir storesnėms medžiagoms.
Priešingai, QCW lazeriuose naudojama Q-perjungimo arba moduliavimo technologija, kad suspaustų lazerio energiją į didelio-darbo{2}}ciklo impulsus. Tai leidžia pasiekti didžiausią galią iki 10 kartų viršijančią vidutinę galią, o impulsų energija siekia kelis šimtus džaulių. Rezultatas – intensyvus, momentinis energijos tiekimas, galintis įveikti vario ir aliuminio atspindžio barjerus, tuo pačiu sumažinant šilumos kaupimąsi ir medžiagos deformaciją.
Kalbant apie energijos tankį, QCW lazeriai sukuria labai koncentruotą išlydytą baseiną su dideliu gylio -ir-pločio santykiu, primenančiu „nago -formos“ įsiskverbimo profilį, idealiai tinkantį giliam ir tiksliam suvirinimui. CW lazeriai pasižymi Gauso energijos pasiskirstymu, sudarydami platesnius ir seklesnius išlydytus telkinius, labiau tinkančius vienodoms, ištisinėms jungtims.
2. Proceso charakteristikos: lankstumas ir stabilumas
Viena iš svarbiausių QCW technologijos naujovių yra dviejų{0}}režimų galimybė. Integravus moduliavimo modulius į CW lazerio architektūrą, QCW sistemos gali sklandžiai persijungti tarp impulsinio ir nepertraukiamo veikimo. Tai leidžia vienam lazerio šaltiniui atlikti tiek tikslų taškinį suvirinimą, tiek efektyvų siūlių suvirinimą, supaprastinant įrangos konfigūravimą automatizuotose gamybos linijose.
CW lazerinis suvirinimas, nors ir labai stabilus ir lengvai valdomas, yra ne toks lankstus, kai dirbama su plonomis, atspindinčiomis ar karščiui{0}}jautriomis medžiagomis.
| Daiktai | QCW | CW |
| LAZERINIS REŽIMAS | Pertraukiama šviesos emisija, pertraukiama energijos išvestis, palaiko režimo perjungimą | Nuolatinis šviesos spinduliavimas ir nuolatinis energijos išėjimas |
| Išlydyto baseino stabilumas | Energija yra koncentruota, o veikimo laikas trumpas, todėl aplink rakto skylutę susidaro tolygiai pasiskirstęs išlydytas baseinas ir mažiau defektų, tokių kaip poringumas, įtrūkimai ir purslai. | Dėl ilgo veikimo laiko, didelio šilumos laidumo ploto ir didelio išlydyto baseino ploto gali įvykti rakto skylutės griūtis. |
| Derinimo sunkumai | Tam reikia koreguoti kelis parametrus, tokius kaip impulsų pasikartojimo dažnis, didžiausia galia, impulso plotis ir darbo ciklas, todėl tai yra sudėtinga užduotis. | Reikia atsižvelgti tik į bangos formą, greitį, galią ir defokusavimą; reguliavimas yra paprastas. |
| Energijos efektyvumas | Didelis elektro{0}}optinės konversijos efektyvumas, be energijos nuostolių tarp impulsų |
Nuolatinis energijos suvartojimas, dideli šilumos nuostoliai |
3. Taikomos medžiagos ir suvirinimo rezultatai
Medžiagos:
QCW lazeriai puikiai suvirina labai{0}}atspindinčius lydinius (varią, aliuminį), itin-plonas folijas ir mikro{2}}jungimo struktūras. CW lazeriai geriau tinka medžiagoms, storesnėms nei 1 mm, ypač tais atvejais, kai reikia didelio sandarinimo, pavyzdžiui, automobilių variklių blokams ir degalų bakams.
Suvirinimo išvaizda ir stiprumas:
QCW suvirinimo siūlės paprastai pasižymi ryškiu „žuvies- masteliu“ dėl impulsų persidengimo, o CW suvirinimo siūlės sudaro lygias, ištisines siūles. Nors CW suvirinimas paprastai užtikrina didesnį išilginį metalurginį tęstinumą, QCW suvirinimo stiprumas yra daugiau nei pakankamas daugeliui tikslių gamybos programų.
II. WUHAN KING'S LASER QCW suvirinimo sprendimai: nuo technologijos iki pramoninio įgyvendinimo
Siekdama patenkinti augantį tikslios gamybos poreikį, WUHAN KING'S LASER pristatė visapusį QCW kvazi{0}}nepertraukiamo tikslaus suvirinimo sprendimą. Remiantis savo -sukurta QCW skaidulinių lazerių serija, sprendimas integruoja išorinius optinius kelius, galvanometro sistemas ir išmaniąsias valdymo platformas, leidžiančias sklandžiai integruoti į automatizuotas gamybos linijas.
Šios QCW sistemos palaiko tiek impulsinius, tiek nuolatinius režimus ir siūlo pažangias funkcijas, tokias kaip stebėjimas realiuoju laiku{0}}, bangos formos redagavimas, parametrų konfigūracija ir programuojamos sąsajos. Dėl didelės didžiausios galios, minimalių karščio-paveiktų zonų ir puikaus išlydyto baseino stabilumo jie ypač tinka didelio-atspindinčiojo ir karščiui-jautrioms medžiagoms, naudojamoms naujose energijos baterijose, 3C elektronikoje ir medicinos prietaisuose.
2025 m. WUHAN KING'S LASER užbaigė visą savo QCW produktų portfelio atnaujinimą, žymiai išplėtus turimus modelius ir taikymo scenarijus. Naujai pristatyti oru{2}}aušinami QCW lazeriai suteikia daugiau lankstumo naudojant rankinį apdorojimą ir kompaktiškas pramonines sistemas. QCW produktų linija dabar apima galios diapazonus nuo 50/500 W iki 1500/15000 W, o oru{8}}aušinami modeliai siekia iki 600/6000 W.
Taip pat yra pritaikytų sprendimų, įskaitant pritaikytas optines sistemas, pasirenkamus skaidulų šerdies skersmenis ir pasirenkamas suvirinimo valdymo, proceso stebėjimo ir regėjimo padėties nustatymo sistemas, kurios leidžia tiksliai valdyti ir automatizuoti veikimą, siekiant pagerinti efektyvumą ir produkto nuoseklumą.
III. Tipiški pramonės pritaikymai
Naujos energijos ličio baterijos suvirinimas
Ličio akumuliatoriaus ąselės suvirinimas yra labai svarbus procesas, turintis tiesioginės įtakos akumuliatoriaus saugai, tarnavimo laikui ir patikimumui. Viename pirmaujančio baterijų gamintojo projekte 0,15 mm nikelio lakštai buvo suvirinti ant 0,08 mm nikeliuoto vario ir aliuminio pagrindo, laikantis griežtų stiprumo ir nulinio perdegimo reikalavimų.
Naudojant 150/1500 W oru-aušinamą QCW lazerį kartu su profesionaliu galvanometru ir valdymo sistema, WUHAN KING'S LASER suvirinimo siūlės buvo stabilios,-be defektų. Susidariusiose jungtyse nebuvo poringumo ar nudegimo, o tempiamasis stipris viršijo 1,5 kgf, visiškai atitinka kliento specifikacijas.
Ličio baterijų sandarinimo vinių suvirinimas
Sandarinimo vinių suvirinimas yra paskutinis įkapsuliavimo etapas baterijų gamyboje ir reikalauja išskirtinio tikslumo bei nuoseklumo. Aukšto-standartinio projekto, apimančio 0,9 mm aliuminio vinis ir aliuminio dengiančias plokštes, metu WUHAN KING'S LASER panaudojo 600/6000 W didelės-galios QCW lazerį su optimizuotu optiniu suderinimu.
Suvirinimo rezultatai parodė švarius paviršius be įtrūkimų, skylučių ar purslų, įsiskverbimo gylis – 0,75 mm, siūlės plotis – 1,18 mm, o CPK vertė – 1,45, viršijanti visus klientų reikalavimus.
Vario juostos suvirinimas 3C elektronikos pramonėje
3C elektronikos gamybai reikalingas didelio tikslumo- plonų, atspindinčių medžiagų suvirinimas. Vario juostos suvirinimo projekte, apimančiame 0,15 mm vario lakštus ir dvipusio formavimo reikalavimus, 150/1500 W oru aušinamas QCW lazeris, veikiantis impulsiniu režimu, užtikrino didelę didžiausią galią ir mažą šilumos įvestį.
Taikant šį metodą buvo sėkmingai išvengta perdegimo-ir nepakankamo lydymosi, todėl buvo pasiektas stabilus labai atspindinčio vario suvirinimas, kurio tempiamasis stipris yra 853 N, atitinkantis griežtus veikimo standartus.
Be suvirinimo, WUHAN KING'S LASER QCW sprendimai taip pat plačiai taikomi deimantų pjovimo, keramikos apdirbimo ir tikslaus gręžimo srityse.
IV. Išvada ir pramonės perspektyva
QCW lazerinio suvirinimo technologijos atsiradimas nėra atsitiktinis. Veiksmingai pašalinus CW lazerių apribojimus suvirinant labai atspindinčias ir šilumai -jautrias medžiagas, QCW tapo gyvybiškai svarbia pramoninės gamybos modernizavimo priemone siekiant didesnio tikslumo, mažesnių šiluminių nuostolių ir platesnės taikymo srities.
Žvelgiant į ateitį, tikimasi, kad QCW lazerinis suvirinimas vystysis trimis pagrindinėmis kryptimis:
Didesnis intelektas – AI{0}}pagrįstas parametrų optimizavimas, siekiant sumažinti sąrankos sudėtingumą;
Didesnis efektyvumas – impulsų dažniai, viršijantys 2000 Hz, balansavimo greitis ir energijos valdymas;
Padidėjęs sąnaudų{0}}efektyvumas – sumažinus sąnaudų skirtumą naudojant CW lazerius, kad būtų paspartintas masinis pritaikymas.
Dėl spartaus naujos energijos, 3C elektronikos ir automobilių gamybos augimo QCW lazerinis suvirinimas pereina iš nišinio sprendimo į pagrindinį pramonės pasirinkimą. Kadangi QCW technologija ir toliau jungia pažangias aviacijos ir kosmoso medžiagas, medicininius komponentus ir naujos kartos akumuliatorių struktūras, QCW technologija vaidins vis svarbesnį vaidmenį kuriant aukštos kokybės-pasaulinės gamybos plėtrą.
WUHAN KING'S LASER tebėra įsipareigojęs tobulinti savo QCW kvazi{0}}nepertraukiamo tikslaus suvirinimo sprendimus, užtikrindamas aukštesnę apdorojimo kokybę ir našumą pasitelkdamas profesionalias technologijas ir visapusiškas paslaugas-, prisidedančias prie nuolatinės pažangios gamybos transformacijos ir atnaujinimo.