Laser xung VS Laser CW để vệ sinh và hàn
Chúng ta đều biết rằng các loại máy phát laser bao gồm laser sóng liên tục (còn gọi là laser CW) và laser xung. Đúng như tên gọi, đầu ra laser sóng liên tục là liên tục theo thời gian và nguồn bơm laser liên tục cung cấp năng lượng để tạo ra đầu ra laser trong thời gian dài, do đó thu được ánh sáng laser sóng liên tục. Công suất đầu ra của laser CW thường tương đối thấp, phù hợp với những trường hợp cần hoạt động laser sóng liên tục. Laser xung có nghĩa là nó chỉ hoạt động một lần ở một khoảng thời gian nhất định. Laser xung có công suất đầu ra lớn và phù hợp để đánh dấu, cắt, hàn, làm sạch và đo khoảng cách bằng laser. Trên thực tế, về nguyên lý hoạt động, tất cả chúng đều thuộc loại xung, nhưng tần số xung laser đầu ra của laser sóng liên tục tương đối cao, mắt người không thể nhận biết được.
STYLECNC sẽ giải thích sự khác biệt giữa hai loại laser này:
Laser xung so với Laser CW
Định nghĩa & Nguyên tắc
1. Nếu một bộ điều biến được thêm vào laser để tạo ra tổn thất tuần hoàn, một phần đầu ra có thể được chọn từ rất nhiều xung, được gọi là laser xung. Nói một cách đơn giản, ánh sáng laser phát ra bởi laser xung là từng chùm một. Đây là một dạng cơ học như sóng (sóng vô tuyến/sóng ánh sáng, v.v.) được phát ra cùng một lúc.
2. Trong laser CW, ánh sáng thường được phát ra một lần trong một chuyến khứ hồi trong khoang. Vì chiều dài khoang thường nằm trong phạm vi từ milimét đến mét, nên nó có thể phát ra nhiều lần mỗi giây, được gọi là laser sóng liên tục. Nói một cách đơn giản, laser CW phát ra liên tục. Nguồn bơm laser liên tục cung cấp năng lượng để tạo ra đầu ra laser trong một thời gian dài, do đó thu được ánh sáng laser sóng liên tục.
Tính năng
1. Thông qua sự kích thích của vật liệu làm việc và đầu ra laser tương ứng, laser CW có thể tiếp tục ở chế độ liên tục trong thời gian dài.
2. Tia laser xung có công suất đầu ra lớn, thích hợp cho việc đánh dấu, cắt, đo khoảng cách bằng laser, v.v. Ưu điểm là nhiệt độ tổng thể của phôi gia công nhỏ, phạm vi ảnh hưởng của nhiệt nhỏ và độ biến dạng của phôi nhỏ.
Đặc điểm
1. Laser sóng liên tục có trạng thái làm việc ổn định, tức là trạng thái ổn định. Số lượng hạt của mỗi mức năng lượng trong laser CW và trường bức xạ trong khoang có sự phân bố ổn định.
2. Laser xung là loại laser có độ rộng xung của một tia laser đơn lẻ nhỏ hơn 0.25 giây và chỉ hoạt động một lần theo một khoảng thời gian nhất định.
Các phương pháp làm việc
1. Chế độ làm việc của laser xung là chế độ mà đầu ra của laser không liên tục và chỉ hoạt động một lần theo một khoảng thời gian nhất định.
2. Chế độ làm việc của laser sóng liên tục có nghĩa là đầu ra của laser là liên tục và đầu ra không bị gián đoạn sau khi bật laser.
Nguồn ra
1. Tia laser xung có công suất đầu ra lớn.
2. Công suất đầu ra của laser sóng liên tục thường tương đối thấp.
Công suất đỉnh
1. Tia laser CW thường chỉ có thể đạt được công suất tương đương với công suất của chúng.
2. Laser xung có thể đạt được công suất gấp nhiều lần công suất của chính nó. Độ rộng xung càng ngắn thì hiệu ứng nhiệt càng ít và sử dụng nhiều laser xung hơn trong quá trình gia công tinh.
Vật tư tiêu hao & Bảo trì
1. Máy phát xung laser: cần bảo trì thường xuyên và vật tư tiêu hao sẽ có sau.
2. Máy phát laser sóng liên tục: Hầu như không cần bảo trì và không cần vật tư tiêu hao ở giai đoạn sau.
Vệ sinh bằng laser CW so với vệ sinh bằng laser xung
Làm sạch bằng laser là công nghệ làm sạch bề mặt vật liệu mới nổi có thể thay thế phương pháp tẩy rửa truyền thống, phun cát và làm sạch bằng súng nước áp suất cao. Máy làm sạch bằng laser sử dụng đầu làm sạch di động và laser sợi quang, có khả năng truyền dẫn linh hoạt, khả năng kiểm soát tốt, vật liệu ứng dụng rộng rãi, hiệu quả cao và hiệu quả tốt.
Bản chất của quá trình làm sạch bằng laser là sử dụng các đặc tính của mật độ năng lượng laser cao để phá hủy các chất ô nhiễm bám trên bề mặt của chất nền mà không làm hỏng chất nền. Theo phân tích các đặc tính quang học của chất nền được làm sạch và các chất ô nhiễm, cơ chế làm sạch bằng laser có thể được chia thành hai loại: một là sử dụng sự khác biệt về tốc độ hấp thụ của các chất ô nhiễm và chất nền đến một bước sóng năng lượng laser nhất định, để năng lượng laser có thể được hấp thụ hoàn toàn. Các chất ô nhiễm được hấp thụ, để các chất ô nhiễm được làm nóng để giãn nở hoặc bốc hơi. Loại còn lại là có rất ít sự khác biệt về tốc độ hấp thụ laser giữa chất nền và chất ô nhiễm. Một tia laser xung tần số cao, công suất cao được sử dụng để tác động lên bề mặt của vật thể và sóng xung kích khiến chất ô nhiễm vỡ ra và tách khỏi bề mặt của chất nền.
Trong lĩnh vực làm sạch bằng laser, laser sợi quang đã trở thành lựa chọn tốt nhất cho nguồn sáng làm sạch bằng laser do độ tin cậy, độ ổn định và tính linh hoạt cao hơn. Là hai thành phần chính của laser sợi quang, laser sợi quang liên tục và laser sợi quang xung chiếm vị trí thống lĩnh trong xử lý vật liệu vĩ mô và xử lý vật liệu chính xác.
Loại bỏ rỉ sét, sơn, dầu và lớp oxit trên bề mặt kim loại hiện là lĩnh vực được sử dụng rộng rãi nhất của công nghệ làm sạch bằng laser. Loại bỏ rỉ sét nổi đòi hỏi mật độ công suất laser thấp nhất và có thể đạt được bằng cách sử dụng laser xung năng lượng cực cao hoặc thậm chí là laser sóng liên tục với chất lượng chùm tia kém. Ngoài lớp oxit dày đặc, thường cần sử dụng laser MOPA với năng lượng xung gần như đơn mode khoảng 1.5mJ với mật độ công suất cao. Đối với các chất gây ô nhiễm khác, nên chọn nguồn sáng phù hợp theo đặc tính hấp thụ ánh sáng và dễ vệ sinh. STYLECNCDòng máy làm sạch bằng laser xung và sóng liên tục của 's phù hợp cho ứng dụng làm sạch điểm thô năng lượng siêu lớn và làm sạch điểm mịn năng lượng cao.
Trong cùng điều kiện công suất, hiệu quả làm sạch của laser xung cao hơn nhiều so với laser sóng liên tục. Đồng thời, laser xung có thể kiểm soát tốt hơn lượng nhiệt đầu vào và ngăn nhiệt độ của chất nền quá cao hoặc tan chảy vi mô.
Laser CW có lợi thế về giá cả và có thể bù đắp khoảng cách về hiệu quả với laser xung bằng cách sử dụng laser công suất cao, nhưng laser CW công suất cao lại tỏa nhiệt nhiều hơn và gây hư hỏng bề mặt nhiều hơn.
Do đó, có sự khác biệt cơ bản giữa hai loại trong các tình huống ứng dụng. Với độ chính xác cao, cần phải kiểm soát chặt chẽ quá trình gia nhiệt của chất nền và các tình huống ứng dụng yêu cầu chất nền không bị phá hủy, chẳng hạn như khuôn mẫu, nên chọn laser xung. Đối với một số kết cấu thép lớn, đường ống, v.v., do thể tích lớn và tản nhiệt nhanh, yêu cầu về thiệt hại cho chất nền không cao và có thể chọn laser sóng liên tục.
Hàn Laser CW so với Hàn Laser Xung
Hàn laser là sử dụng xung laser năng lượng cao để làm nóng cục bộ vật liệu trong một khu vực nhỏ. Năng lượng của bức xạ laser khuếch tán vào bên trong vật liệu thông qua dẫn nhiệt và vật liệu bị nóng chảy để tạo thành một vũng nóng chảy cụ thể. Hàn laser là một trong những khía cạnh quan trọng của ứng dụng công nghệ xử lý vật liệu laser. Máy hàn laser chủ yếu được chia thành hàn laser xung và hàn laser sóng liên tục.
Hàn laser chủ yếu nhắm vào việc hàn các vật liệu có thành mỏng và các bộ phận chính xác, và có thể thực hiện hàn điểm, hàn đối đầu, hàn khâu, hàn kín, v.v., với tỷ lệ khung hình cao, chiều rộng mối hàn nhỏ, vùng chịu nhiệt nhỏ, biến dạng nhỏ và tốc độ hàn nhanh. Đường hàn phẳng và đẹp, không cần hoặc xử lý đơn giản sau khi hàn, đường hàn có chất lượng cao, không có lỗ rỗng, có thể kiểm soát chính xác, điểm hội tụ nhỏ, độ chính xác định vị cao và dễ dàng thực hiện tự động hóa.
Hàn laser xung chủ yếu được sử dụng để hàn điểm và hàn đường may của vật liệu kim loại tấm. Quá trình hàn của nó thuộc loại dẫn nhiệt, tức là bức xạ laser làm nóng bề mặt của phôi và khuếch tán vào vật liệu thông qua dẫn nhiệt để kiểm soát dạng sóng, độ rộng, công suất cực đại và tần số lặp lại của xung laser và các thông số khác. , để tạo thành kết nối tốt giữa các phôi. Ưu điểm lớn nhất của hàn laser xung là nhiệt độ tăng tổng thể của phôi nhỏ, phạm vi ảnh hưởng nhiệt nhỏ và biến dạng của phôi nhỏ.
Hầu hết các loại hàn laser sóng liên tục đều là laser công suất cao với công suất trên 500 watt. Nhìn chung, các loại laser như vậy nên được sử dụng cho các tấm trên 1mm. Cơ chế hàn của nó là hàn thâm nhập sâu dựa trên hiệu ứng lỗ kim, với tỷ lệ khung hình lớn, có thể đạt hơn 5:1, tốc độ hàn nhanh và biến dạng nhiệt nhỏ. Nó có nhiều ứng dụng trong máy móc, ô tô, tàu thuyền và các ngành công nghiệp khác. Ngoài ra còn có một số laser CW công suất thấp với công suất từ hàng chục đến hàng trăm watt, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hàn nhựa và hàn laser.
Hàn laser sóng liên tục chủ yếu được thực hiện bằng cách liên tục làm nóng bề mặt của phôi bằng laser sợi quang hoặc laser bán dẫn. Cơ chế hàn của nó là hàn thâm nhập sâu dựa trên hiệu ứng lỗ kim, với tỷ lệ khía cạnh lớn và tốc độ hàn nhanh.
Hàn laser xung chủ yếu được sử dụng để hàn điểm và hàn mối hàn của vật liệu kim loại có thành mỏng có độ dày dưới 1mm. Quá trình hàn thuộc loại dẫn nhiệt, tức là bức xạ laser làm nóng bề mặt của phôi, sau đó khuếch tán vào vật liệu thông qua dẫn nhiệt. Các thông số như dạng sóng, chiều rộng, công suất cực đại và tốc độ lặp lại tạo nên sự kết nối tốt giữa các phôi. Nó có một số lượng lớn các ứng dụng trong vỏ sản phẩm 3C, pin lithium, linh kiện điện tử, hàn sửa chữa khuôn và các ngành công nghiệp khác.
Ưu điểm lớn nhất của hàn laser xung là nhiệt độ tổng thể của phôi tăng nhỏ, phạm vi ảnh hưởng nhiệt nhỏ và biến dạng của phôi nhỏ.
Hàn laser là hàn nóng chảy, sử dụng chùm tia laser làm nguồn năng lượng và tác động vào mối hàn. Chùm tia laser có thể được dẫn hướng bởi một thành phần quang học phẳng, chẳng hạn như gương, sau đó được chiếu lên mối hàn bằng một thành phần hội tụ phản xạ hoặc gương. Hàn laser là hàn không tiếp xúc, không cần áp suất trong quá trình vận hành, nhưng cần khí trơ để ngăn quá trình oxy hóa vũng nóng chảy và đôi khi sử dụng kim loại độn. Hàn laser có thể kết hợp với hàn MIG để tạo thành hàn composite laser MIG để đạt được mối hàn thâm nhập lớn và lượng nhiệt đầu vào giảm đáng kể so với hàn MIG.