Непрерывная волна или импульс?

Лазерная сварка стала признанным методом соединения материалов, начиная от деликатных пластмасс до плотных металлов. Сфера применения включает медицинскую, аэрокосмическую, военную, альтернативную энергетику и многие другие важные отрасли промышленности. Чрезвычайно универсальная лазерная сварка используется для герметации микроэлектронных устройств, имплантированных в организм человека, для соединения секций топливных баков в ракету.

Одно из ключевых решений, которое необходимо принять, заключается в Том, будет ли в процессе сварки использоваться непрерывный волновый лазер или импульсный лазер.

Рис. 1: сравнение непрерывного волнового цикла с импульсным циклом 

Непрерывная лазерная сварка волн

Лазеры непрерывной волны (CW)-это лазеры, излучающие постоянный, непрерывный луч. Это, как правило, лазеры волоконного стиля, которые используют диоды включены, чтобы вызвать заряд среды, таким образом, излучая лазерный свет. Лазеры CW особенно подходят для сварных швов с глубоким проникновением (глубиной более 0,060 дюймов) и сварки щелочных материалов, таких как высокоуглеродистые нержавеющие стали.

Рис. 2: лазерный сварный шов CW

Лазеры CW могут работать на уровнях мощности от 200 до 100 000 вт. Лазерная сварка CW требует 200 вт или выше, чтобы успешно сочетать большинство металлов. Этот широкий диапазон мощности, в сочетании с высокой плотностью энергии, помогает при взрывании металлов с различными тепловыми и отражательными характеристиками. Например, черные металлы, такие как нержавеющая сталь, пара при более низкой мощности (около 200 вт), в то время как материалы, как алюминий и медь пара при значительно более высокой мощности (600-800 вт).

Лазеры CW обычно работают с высокой скоростью подачи, чтобы предотвратить перегрев детали. Обычная скорость подачи CW составляет около 100 дюймов в минуту. Мощность и скорость подачи должны быть точно сбалансированы для получения сварного шва с заданным проникновением. Чем медленнее скорость подачи, тем глубже проникает внутрь и тем сильнее нагревается деталь.

Импульсная лазерная сварка

Импульсные лазеры производят серию коротких импульсов с определенной шириной и частотой. Импульсный лазер может производить пиковую мощность, превышающую его среднюю мощность, поскольку энергия накапливается в конденсаторах до ее высвобождения. Импульсные лазеры способны на очень высокие пиковые мощности: импульсный лазер 25 вт и YAG может производить пиковые мощности до 5 КВТ в течение нескольких миллисекунд. Это означает, что он может производить точечный сварный шов, который потребует лазерной установки CW размером 5 КВТ!

Рис. 3: импульсная мощность и импульсный лазерный сварный шнур

С помощью импульсных лазеров шов создается серединой перекрывающихся точечных сварных швов. Для герметизации эти точечные сварные швы перекрывают 80-90%. Для простых сварных швов, которые не нужно герметизировать, перекрытие может быть ослаблено до 70%.

Из-за короткой продолжительности импульса (как правило, несколько миллисекунд длиной), тепло, входящее в часть минимизируется, что делает импульсной лазерной сварки рекомендуется для использования вокруг чувствительных к теплу компонентов и очень тонкостенных материалов.

Импульсная лазерная сварка, как правило, хорошо работает с отражающими металлами из-за большого количества энергии, поставляемой в начале импульса. Этот скачок мощности в начале импульсного цикла, который часто называют "повышенным импульсом", длится лишь малую долю от общей продолжительности импульса. Однако она достаточно мощна, чтобы преодолеть отражательную способность материала, сохраняя при этом среднюю мощность низкой, что снижает тепло. Лазер CW должен был бы давать много энергии для соединения очень отражающего металла, и возникающее тепло могло бы легко повредить часть или компоненты внутри него.

Что лучше для вашего заявления?

Лазерные CW предназначены для:

* * * * *Швы для глубокого проникновения;

* * * * * Сварные швы с использованием чувствительных к трещинам материалов, таких как 430, 316 и 303 нержавеющая сталь;

* * * * * Рабочие места с большим объемом производства, которые могут воспользоваться более высокой скоростью подачи, связанной с лазерной сваркой хо;

* * * * * Сварные соединения, не чувствительные к воздействию тепла.

Импульсные лазеры предназначены для:

* * * * * Сварные швы на высокосветоотражающих металлах, таких как алюминий и медь;

* * * * * Сварные соединения вблизи чувствительных к воздействию тепла компонентов или тонкостенные сварные соединения, чувствительные к воздействию тепла;

* * * * * Точечная сварка;

* * * * * Герметическая герметизация.

Очевидно, что существуют критерии, выходящие за рамки непрерывной волны или импульсного импульса, которые должны учитываться при проектировании сварных швов для применения. Подробнее о лазерной сварке мы расскажем в будущих статьях.

Ссылки на соответствующие продукты

Машина для лазерной сварки волокон