CW-Laser a QCW-Laser beim Schweessen

Charakteristike vun der Energieverdeelung

Eng bemierkenswäert Eegeschaft vu CW-Laseren ass hir Gauss-Energieverdeelung, wou d'Energieverdeelung vum Querschnitt vun engem Laserstrahl vun der Mëtt no bausse an engem Gauss-Muster (normaler Verdeelung) ofhëlt. Dës Verdeelungscharakteristik erlaabt et CW-Laseren, eng extrem héich Fokuspräzisioun an eng Veraarbechtungseffizienz z'erreechen, besonnesch an Uwendungen, déi eng konzentréiert Energieausgab erfuerderen.

CW Laser Energieverdeelungsdiagramm

Virdeeler vum kontinuéierleche Wellenlaserschweißen (CW)

Mikrostrukturell Perspektiv

D'Untersuchung vun der Mikrostruktur vu Metaller weist kloer Virdeeler vum kontinuéierleche Wellenlaserschweißen (CW) am Verglach zum quasi-kontinuéierleche Wellenpulsschweißen (QCW). QCW-Pulsschweißen, dat duerch seng Frequenzlimit vun typescherweis ongeféier 500 Hz limitéiert ass, steet virun engem Kompromëss tëscht Iwwerlappungsquote an Duerchdringungsdéift. Eng niddreg Iwwerlappungsquote féiert zu enger ongenügender Déift, während eng héich Iwwerlappungsquote d'Schweißgeschwindegkeet limitéiert an d'Effizienz reduzéiert. Am Géigesaz dozou erreecht d'CW-Laserschweißen, duerch d'Auswiel vun de passenden Laserkärduerchmiesser a Schweessköpfen, effizient a kontinuéierlecht Schweessen. Dës Method erweist sech als besonnesch zouverlässeg an Uwendungen, déi eng héich Dichtungsintegritéit erfuerderen.

Berücksichtegung vun der thermescher Auswierkung

Wat den thermeschen Impakt ugeet, leid d'QCW-Pulslaserschweißen ënner dem Problem vun der Iwwerlappung, wat zu enger widderhollter Erhëtzung vun der Schweessnaht féiert. Dëst kann zu Onstëmmegkeeten tëscht der Mikrostruktur vum Metall an dem Grondmaterial féieren, dorënner Variatiounen an den Dislokatiounsgréissten an Ofkillungsraten, wouduerch de Risiko vu Rëssbildung erhéicht gëtt. D'CW-Laserschweißen dogéint vermeit dëst Problem andeems et e méi eenheetleche a kontinuéierleche Heizprozess bitt.

Einfachheet vun der Upassung

Wat de Betrib an d'Astellung ugeet, erfuerdert d'QCW-Laserschweißen eng grëndlech Ofstëmmung vu verschiddene Parameteren, dorënner d'Pulswiederhuelungsfrequenz, d'Spëtzeleeschtung, d'Pulsbreet, den Duty Cycle a méi. D'CW-Laserschweißen vereinfacht den Astellungsprozess a konzentréiert sech haaptsächlech op d'Wellenform, d'Geschwindegkeet, d'Leeschtung an d'Defokusséierungsquantitéit, wat d'Betribsschwieregkeeten däitlech reduzéiert.

Technologesche Fortschrëtt beim CW-Laserschweissen

Wärend QCW-Laserschweißen bekannt ass fir seng héich Spëtzeleeschtung a gerénger Wärmezufuhr, wat virdeelhaft ass fir d'Schweißen vun hëtzeempfindleche Komponenten a ganz dënnwandege Materialien, hunn d'Fortschrëtter an der CW-Laserschweißtechnologie, besonnesch fir Uwendungen mat héijer Leeschtung (typesch iwwer 500 Watt) an Déifpenetratiounsschweißen baséiert op dem Schlëssellacheffekt, säin Uwendungsberäich an seng Effizienz däitlech erweidert. Dës Zort Laser ass besonnesch gëeegent fir Materialien, déi méi déck wéi 1 mm sinn, an erreecht trotz relativ héijer Wärmezufuhr héich Aspektverhältnisser (iwwer 8:1).

Quasi-kontinuéierlech Wellenlaserschweißen (QCW)

Fokuséiert Energieverdeelung

QCW, dat fir "Quasi-Continuous Wave" steet, stellt eng Lasertechnologie duer, bei där de Laser Liicht op eng diskontinuéierlech Manéier emittéiert, wéi an der Figur a gewisen. Am Géigesaz zu der gläichméisseger Energieverdeelung vun Eenmodus-kontinuéierleche Laseren konzentréiere QCW-Laseren hir Energie méi dicht. Dës Charakteristik gëtt QCW-Laseren eng iwwerleeën Energiedicht, wat sech a méi staarken Duerchdringungsfäegkeeten iwwersetzt. Den resultéierende metallurgeschen Effekt ass ähnlech wéi eng "Nagel"-Form mat engem bedeitende Verhältnes tëscht Déift a Breet, wat et QCW-Laseren erlaabt, sech an Uwendungen mat héichreflexiven Legierungen, hëtzeempfindlechen Materialien a Präzisiouns-Mikroschweessen auszeechnen.

Verbessert Stabilitéit a reduzéiert Stéierungen duerch d'Flücht

Ee vun de markanten Virdeeler vum QCW-Laserschweißen ass seng Fäegkeet, d'Auswierkunge vun der Metallwollek op d'Absorptiounsquote vum Material ze reduzéieren, wat zu engem méi stabile Prozess féiert. Wärend der Interaktioun tëscht Laser a Material kann eng intensiv Verdampfung eng Mëschung aus Metalldamp a Plasma iwwer dem Schmelzbecken bilden, déi allgemeng als Metallwollek bezeechent gëtt. Dës Wollek kann d'Uewerfläch vum Material virum Laser ofschützen, wouduerch eng onstabil Energieversuergung a Mängel wéi Sprëtzer, Explosiounspunkten a Lächer entstinn. Déi intermittéierend Emissioun vu QCW-Laseren (z.B. e Burst vu 5ms gefollegt vun enger Paus vun 10ms) garantéiert awer, datt all Laserpuls d'Uewerfläch vum Material net vun der Metallwollek beaflosst erreecht, wat zu engem besonnesch stabile Schweessprozess féiert, deen besonnesch virdeelhaft beim Schweesse vu Dënnblech ass.

Stabil Schmelzpooldynamik

D'Dynamik vum Schmelzpool, besonnesch wat d'Kräften ugeet, déi um Schlëssellach wierken, ass entscheedend fir d'Qualitéit vun der Schweess ze bestëmmen. Kontinuéierlech Laser, wéinst hirer längerer Belaaschtung a gréisseren hëtzebeaflossten Zonen, tendéieren dozou, méi grouss Schmelzpools mat flëssegem Metall ze kreéieren. Dëst kann zu Defekter féieren, déi mat grousse Schmelzpools verbonne sinn, wéi zum Beispill dem Zesummebroch vum Schlëssellach. Am Géigesaz dozou konzentréiert déi fokusséiert Energie an déi méi kuerz Interaktiounszäit vum QCW-Laserschweißen de Schmelzpool ronderëm d'Schlëssellach, wat zu enger méi gläichméisseger Kraaftverdeelung an enger méi niddreger Heefegkeet vu Porositéit, Rëssbildung a Sprëtzer féiert.