Kaynakta CW lazer ve QCW lazer

Enerji Dağıtım Özellikleri

CW lazerlerin dikkat çekici bir özelliği, bir lazer ışınının kesitinin enerji dağılımının merkezden dışarıya doğru Gauss (normal dağılım) deseninde azaldığı Gauss enerji dağılımlarıdır. Bu dağılım özelliği, CW lazerlerin özellikle yoğun enerji dağıtımı gerektiren uygulamalarda son derece yüksek odaklama hassasiyeti ve işleme verimliliği elde etmesini sağlar.

CW Lazer Enerji Dağıtım Diyagramı

Sürekli Dalga (CW) Lazer Kaynağının Avantajları

Mikroyapısal Perspektif

Metallerin mikro yapısını incelemek, Sürekli Dalga (CW) lazer kaynağının Yarı Sürekli Dalga (QCW) darbeli kaynağına göre belirgin avantajlarını ortaya koyar. Genellikle 500 Hz civarında olan frekans sınırıyla kısıtlanan QCW darbeli kaynak, örtüşme oranı ve penetrasyon derinliği arasında bir dengeyle karşı karşıyadır. Düşük örtüşme oranı yetersiz derinliğe neden olurken, yüksek örtüşme oranı kaynak hızını kısıtlayarak verimliliği düşürür. Buna karşılık, uygun lazer çekirdek çapları ve kaynak kafalarının seçilmesiyle CW lazer kaynağı verimli ve sürekli kaynak sağlar. Bu yöntem, özellikle yüksek sızdırmazlık bütünlüğü gerektiren uygulamalarda güvenilir olduğunu kanıtlamaktadır.

Termal Etki Değerlendirmesi

Termal darbe açısından bakıldığında, QCW darbeli lazer kaynaklama, kaynak dikişinin tekrar tekrar ısıtılmasına yol açan örtüşme sorunuyla karşı karşıyadır. Bu, metalin mikro yapısı ile ana malzeme arasında, dislokasyon boyutları ve soğuma oranlarındaki değişiklikler de dahil olmak üzere tutarsızlıklara yol açabilir ve böylece çatlama riskini artırabilir. Öte yandan, CW lazer kaynaklama, daha düzgün ve sürekli bir ısıtma süreci sağlayarak bu sorunu ortadan kaldırır.

Ayarlama Kolaylığı

Çalışma ve ayarlama açısından, QCW lazer kaynak, darbe tekrarlama frekansı, tepe gücü, darbe genişliği, görev döngüsü ve daha fazlası dahil olmak üzere çeşitli parametrelerin titizlikle ayarlanmasını gerektirir. CW lazer kaynak, esas olarak dalga formuna, hıza, güce ve odak dışı miktara odaklanarak ayarlama sürecini basitleştirir ve operasyonel zorluğu önemli ölçüde azaltır.

CW Lazer Kaynakta Teknolojik İlerleme

QCW lazer kaynak, yüksek tepe gücü ve düşük termal girişiyle bilinirken, ısıya duyarlı bileşenler ve son derece ince duvarlı malzemelerin kaynaklanması için faydalıdır, özellikle yüksek güç uygulamaları (genellikle 500 watt üzeri) ve anahtar deliği etkisine dayalı derin penetrasyon kaynakları için CW lazer kaynak teknolojisindeki gelişmeler, uygulama aralığını ve verimliliğini önemli ölçüde genişletmiştir. Bu lazer türü, nispeten yüksek ısı girişine rağmen yüksek en boy oranlarına (8:1'in üzerinde) ulaşarak 1 mm'den daha kalın malzemeler için özellikle uygundur.

Yarı Sürekli Dalga (QCW) Lazer Kaynağı

Odaklanmış Enerji Dağıtımı

"Yarı Sürekli Dalga" anlamına gelen QCW, lazerin ışığı şekil a'da gösterildiği gibi kesikli bir şekilde yaydığı bir lazer teknolojisini temsil eder. Tek modlu sürekli lazerlerin düzgün enerji dağılımının aksine, QCW lazerler enerjilerini daha yoğun bir şekilde yoğunlaştırır. Bu özellik, QCW lazerlere üstün bir enerji yoğunluğu kazandırır ve bu da daha güçlü penetrasyon yeteneklerine dönüşür. Ortaya çıkan metalurjik etki, önemli bir derinlik-genişlik oranına sahip bir "çivi" şekline benzer ve QCW lazerlerin yüksek yansıtıcı alaşımlar, ısıya duyarlı malzemeler ve hassas mikro kaynaklama içeren uygulamalarda mükemmelleşmesini sağlar.

Gelişmiş Stabilite ve Azaltılmış Tüy Girişimi

QCW lazer kaynağının belirgin avantajlarından biri, metal tüyünün malzemenin emilim oranı üzerindeki etkilerini hafifletme yeteneğidir ve bu da daha kararlı bir işleme yol açar. Lazer-malzeme etkileşimi sırasında, yoğun buharlaşma, eriyik havuzunun üzerinde metal buharı ve plazma karışımı oluşturabilir, buna genellikle metal tüy denir. Bu tüy, malzemenin yüzeyini lazerden koruyabilir, dengesiz güç iletimi ve sıçrama, patlama noktaları ve çukurlar gibi kusurlara neden olabilir. Ancak, QCW lazerlerin aralıklı emisyonu (örneğin, 10 ms duraklamanın ardından gelen 5 ms'lik bir patlama), her lazer darbesinin malzemenin yüzeyine metal tüyden etkilenmeden ulaşmasını sağlar ve bu da özellikle ince sac kaynak için avantajlı olan, belirgin şekilde kararlı bir kaynak işlemiyle sonuçlanır.

Kararlı Erime Havuzu Dinamikleri

Eriyik havuzunun dinamikleri, özellikle anahtar deliğine etki eden kuvvetler açısından, kaynak kalitesini belirlemede kritik öneme sahiptir. Sürekli lazerler, uzun süreli maruz kalmaları ve daha büyük ısıdan etkilenen bölgeleri nedeniyle, sıvı metalle dolu daha büyük eriyik havuzları oluşturma eğilimindedir. Bu, anahtar deliği çökmesi gibi büyük eriyik havuzlarıyla ilişkili kusurlara yol açabilir. Buna karşılık, QCW lazer kaynağının odaklanmış enerjisi ve daha kısa etkileşim süresi, eriyik havuzunu anahtar deliği etrafında yoğunlaştırarak daha düzgün bir kuvvet dağılımı ve daha düşük gözeneklilik, çatlama ve sıçrama sıklığı sağlar.