Patru tipuri de laser poate fi utilizat pentru lipirea: YAG puls, dopate cu neodim (YAG: Nd), continuu (CW), un laser cvasi-continuu pulsat cu fibre (QCW) și cu laser cu fibre nanosecunde. Fiecare dintre aceste lasere are propriile sale caracteristici și, în funcție de specificul problemei, acesta poate fi cea mai bună soluție. Articolul compară cu laser YAG: Nd cu lasere de fibre disponibile în prezent, și discută când și în ce condiții ar trebui să facă o alegere în favoarea uneia dintre ele. În unele cazuri, pentru a rezolva problema poate fi aplicată în mod egal mai multe soluții, atunci factorul decisiv ar putea fi costul de proprietate sau de mentenabilitate.
YAG: Nd -pikovaya putere și puls lățime, sunt ideale pentru lipirea
Pulsat lasere cu semiconductori asupra YAG: Nd mediul activ este un granat de ytriu de aluminiu activat cu neodim. Diametrul elementului activ este de obicei în intervalul 3 - 8 mm și o lungime de aproximativ 100 mm. Pomparea un YAG: Nd pentru lipirea de obicei, optice, folosind lămpi flash. Aceste lasere emit la o lungime de undă de 1064 nm, dar dacă este necesar, frecvența poate fi dublată (532 nm, verde). schema optică a unor astfel de lasere este destul de simplu - sursa de putere se află în inima care controlează tensiunea peste lampa, permițându-vă pentru a controla cu precizie durata impulsului și puterea de vârf.
Cu posibilități ample de control al impulsului, YAG: Nd lasere oferi o mare putere de vârf, care să permită o sudură la fața locului mare. Acest lucru conduce la o simplificare a procesului de elemente de ajustare și de ajustare. Atunci când puterea medie într-o astfel cu laser 25W capabile să asigure 6 kW vârf putere suficientă pentru a suda oțel și aluminiu, cu un diametru de 0,6 mm la fața locului.
Puls YAG: Nd lasere au fost în jur de zeci de ani și a parcurs un drum lung înainte în ceea ce privește integrari. Din perspectiva actuală, acestea sunt ideale pentru sudare de materiale subțiri până la 1 mm și cusătură de sudură dispozitive sensibile la căldură.
lasere Fiber - o mare oportunitate pentru focalizare radiații de înaltă calitate.
Radiațiile de laser cu fibre este de obicei formată din fibra activată a cărei lungime este în general de 3 - 10 m și un diametru de 10 - 50 microni. Ca activator utilizat yterbiu, având o eficiență ridicată de conversie și aproape de YAG: Nd lasere lungime de undă care se potrivește perfect componentele optice existente. Întregul proces de formare a radiației laser are loc în interiorul fibrei care elimină necesitatea pentru instalarea și alinierea optica rezonator, tipic pentru lasere impulsuri YAG: Nd. Foarte proces de generare în astfel de lasere permite răcirea aerului și a minimiza dimensiunea sistemului, facilitând integrarea în continuare a acestuia.
singlemode Schema și radiații multimod
Caracteristicile unice ale unui laser de fibre este „focusability“ și calitatea de radiații, care pot fi utilizate pentru sudare. Laserele din fibre de calitate radiație determină modul lor de funcționare monomod (M 2 2 = 2). Structura Mode determină cât de bine se poate concentra radiații, precum și distribuția de energie în fascicul.
Figura de mai jos prezintă exemple de sudare folosind un singur mod și radiație multimod din oțel inoxidabil de 1,5 mm grosime.
Impactul radiațiilor asupra calității de sudare
a) radiație Single-mode 500 W, viteza de sudura de 7,6 m / min. la fața locului cu diametrul de 30 m, M 2 = 1,2
b) radiații Multi-mode 700 W, viteza de sudura de 2,5 m / min. Diametrul spotului de 150 microni, M 2 = 15
c) 1000 W multimod radiație, viteza de sudare de 2 m / min. Diametrul spotului de 250 microni, M 2 = 15
cu laser fibră continuă (CW)
Pentru mare viteză cu laser de sudură este operată într-un mod continuu, ceea ce implică flux continuu de emisie la rândul său, pentru a opri. Pentru sudare la fața locului, precum și pentru cusătură, radiația poate fi dată într-un mod pulsatoriu, pentru a pune mai multă precizie - modulează, prin continuu pornirea și oprirea laser. Astfel, puterea de vârf a laserului continuu coincide cu cea nominală, astfel încât la sudarea cu laser de putere de ieșire de până la 1 kW Diametrul spotului este de obicei mai mică de 100 microni. În acest sens, ele sunt utilizate, de preferință, pentru sudarea suprapunere. Cu toate acestea, aceste lasere permit îmbinări cap la cap și a oferit o bună potrivire a pieselor sudate sau utilizarea unui cap de scanare, care permite de a extinde zona de sudare datorită mișcării de mare viteză a fasciculului, așa-numitul efect de promovare (wobble). și de a reduce cerințele pentru clearance-ul.
lumina laser continuu este potrivit pentru sudarea cusătură la o adâncime de 1,5 mm (pentru sursa de putere 500 W), cusătură de mare viteză sudare materiale omogene și eterogene și la fața locului de sudură locul de sudură, cu un diametru de până la 100 microni.
lasere cu fibre cvasicontinuă (QCW)
Lasere de putere de vârf și durata impulsului QCW sunt similare cu cele obținute în lucrul la YAG: Nd, dar cu un interval mai mic. Împreună cu lasere CW, QCW, în funcție de aplicație, oferă opțiuni la singlemode și la fața locului radiația multimod și posibilitatea de a obține de la 5 microni la 1 mm. Aceste lasere sunt ideale pentru cele mai multe sarcini microwelding și sunt în măsură să ofere un diametru cât mai mic la fața locului, și topit adânc.
lasere de fibre nanosecundă
Exemple de sudare cu laser cu fibre de nanosecunde
lasere nanosecundă nu sunt atât de mult timp în urmă a început să fie folosit ca o sudură. De fapt, este aceleași surse, care sunt utilizate pe scară largă pentru marcarea cu laser. Acestea sunt o soluție rentabilă, care, în unele cazuri, pot fi redirecționate pentru sarcini de sudare. Mnogokilovatnye lasere nanosecundă furnizează impulsuri, dar durata lor este cuprinsă în intervalul 60 - 250 ns și frecvența de repetiție care este de 20 - de 500 kHz. Această putere de vârf poate lucra cu aproape orice metal, inclusiv din oțel, cupru și aluminiu. Lățimea impulsului foarte mic, cu mare precizie pentru a controla mikrodetaley procesului de sudare.
Printre tipurile de lasere oferite pentru lipire, este necesar să se ia în considerare caracteristicile activității lor, precum și cerințele unei sarcini specifice, după cum urmează:- în impulsuri lasere cu semiconductori YAG: Nd - este comună soluția pentru toate tipurile de lipire;
- Laserele din fibre continue de a oferi caracteristici excelente de mare viteză și topit adâncimea, permițând sudarea și conducție materiale diferite;
- lasere de fibre cvasi-continuu oferta similara cu YAG: Nd caracteristici, completate de un loc cu diametru mic și o mare oportunitate pentru topit adânc;
- Laserele nanosecundă permit controlul precis al procesului de sudare materiale subțiri.
radiație laser continuu este pornit și oprit în funcție de necesitate, dar pot fi modulate pentru a asigura o funcționare în impulsuri. Laserele YAG: Nd si fibra QCW obicei, oferă putere de vârf de 0,2 - 10 ms - 0,1 4 kW la durate de impuls. Lasere nanosecundă funcționează cu o putere a impulsului de aproximativ 10 kW și o durată de 60 - 200 ns.
Putere de vârf și durata impulsului
Cel mai interesant este compararea YAG: lasere Nd si QCW, care oferă posibilități similare pentru sudură - putere ridicată de vârf și capacitatea de la fața locului și la fața locului cusături de sudură cu diametru mare (> 200 microni). lasere pulsat YAG: Nd omniprezente și familiare pentru majoritatea utilizatorilor, în timp ce în curs de dezvoltare nou cvasi-continuu lasere fibra alura de cost redus de proprietate. Din punct de vedere al posibilităților de sudare, acestea sunt aproape identice, și a devenit o piatră de poticnire achiziția, deținerea, precum și posibilitatea de a serviciului. lasere QCW nu folosesc lămpi, ceea ce reduce costurile de operare. În acest caz, lasere tub sunt mult mai ieftine și, spre deosebire de fibre, poate fi pe deplin deservite în condițiile „de teren“. Decizia în alegerea uneia dintre ele este de până la consumator, care preferă un cost ridicat și costuri reduse de operare sau pentru a da prioritate sistemului bugetar, care poate servi în locul 24/7.
Rezumatul tabelul de lasere pentru lipirea