Аналіз рэжымаў працы і прыдатных сцэнарыяў выкарыстання лазернага зварачальнага апарата QCW

Лазерныя зварачальныя апараты QCW (квазіпастаянная хваля) — гэта клас лазернага зварачальнага абсталявання, які па характарыстыках працы займае прамяжак паміж лазерамі пастаяннай хвалі і традыцыйнымі імпульснымі лазерамі. Злучаючы высокую піковую магутнасць з адносна доўгімі імпульсамі, лазеры QCW маюць выразныя перавагі ў зварцы тонкаліставага металу, высокаточнай зварцы і ў прыкладаннях, чулівых да цеплавых уздзеянняў. У дадзенай артыкуле праводзіцца сістэмны аналіз рэжымаў працы лазерных зварачальных апаратаў QCW і іх тыповых сцэнарыяў прымянення.

1. Асноўны прынцып працы лазерных зварачальных машын QCW

Лазерныя крыніцы QCW кіруюцца імпульсна, але кожны імпульс мае большую працягласць і вышэйшую частату паўтору. У выніку гэтага лазерны выхад паказвае квазіпастаянную паводзіны ў часе. У параўнанні з кароткаімпульснымі лазерамі, лазеры QCW забяспечваюць вышэйшую пікавую магутнасць і больш канцэнтраваную энергію. У параўнанні з непарыўнымі лазерамі, яны дазваляюць лепш кантраляваць увод цяпла, захоўваючы высокую момантальную шчыльнасць энергіі.

Падчас працэсу зваркі лазерны пучок перадаецца праз аптычнае валокна і факусуецца на паверхні заготоўкі. Матэрыял хутка плавіцца за кароткі час і ўтварае стабільную расплавіну. Увод цяпла рэгулюецца праз імпульсныя прамежкі, што дазваляе атрымаць меншую зону тэрмічнага ўздзеяння (ЗТУ) і паляпшыць фармаванне шва.

2. Асноўныя рэжымы працы лазерных зварачальных машын QCW
2.1 Рэжым адзіночнага імпульсу

У рэжыме адзіночнага імпульсу лазер выдае асобныя імпульсы з зададзенай энергіяй, што робіць яго прыдатным для кропкавай і мікра-зваркі. Энергію можна дакладна кантраляваць, забяспечваючы сталы памер зварной кропкі і высокую паўтаральнасць. Гэты рэжым ідэальна падыходзіць для прыкладанняў з высокімі патрабаваннямі да дакладнасці.

Характарыстыкі:

Кантраваным уводзе цяпла

Высокая станоўчасць зварных кропак

Мінімальнае дефармацыя матэрыялу

2.2 Рэжым зваркі з перакрыццём шматімпульснага квазіпастаяннага выпраменьвання

У шматімпульсным рэжыме лазер бесперапынна выдае серыю імпульсаў. Працягласць зварнога шва дасягаецца за кошт перакрыцця імпульсаў, утвараючы цэлеснасны зварны шов. Гэты рэжым забяспечвае баланс паміж эфектыўнасцю зваркі і кантролем цяпла і падыходзіць для кароткіх і сярэдніх зварных швоў.

Характарыстыкі:

Добрыя непарыўнасць зваркі

Стабільная паводзіны расплаву ў ванне

Падыходзіць для зваркі тонкаскрынковых нахлёстак

2.3 Рэжым квазіпастаяннай зваркі

У квазіпастаянным рэжыме выкарыстоўваюцца павялічаныя частоты і працяглыя шырыні імпульсаў, што забяспечвае выхадны лазерны паток, які ў вялікай ступені нагадвае пастаянны па вагонцы на макраскопічным узроўні. Гэты рэжым захоўвае высокую пікавую магутнасць, змяншваючы пры гэтым доўгатрывалы цеплавы ўплыў, што робіць яго прыдатным для задач, дзе ёсць строгія патрабаванні да зонам цяплавога ўплыву.

Характарыстыкі:

Высокая пікавая магутнасць

Зменшаная зона цяплавога ўплыву

Раўнамернае фарміраванне зварной шва

3. Тыпавыя галіны выкарыстання квазіпастаянных лазерных зварачальных машын
3.1 Зварка тонкіх металічных лістаў

Квазіпастаянныя лазерныя зварачальныя машыны асабліва прыдатныя для зваркі тонкіх матэрыялаў, такіх як нержавеючая сталь, вугляродная сталь, цынкоўваная сталь і алюмініевыя сплавы. Высокая момантальная магутнасць дазваляе хутка пранікаць у матэрыял, а кантраляваны цеплавы ўклад дапамагае прадухіліць дэфекты, як то прагаранне і надмерная дэфармацыя.

3.2 Зварка высокаточных кампанентаў

У прыкладаннях, звязаных з электроннымі кампанентамі, датчыкамі, медыцынскімі прыладамі і дакладнымі механічнымі дэталёў, лазеры QCW дазваляюць лакалізаванае зварванне з мінімальным цеплавым уплывам, памяншаючы рызыку цеплавога пашкоджання навакольных чулівых кампанентаў.

3.3 Прымяненне ручных лазерных зварачальных сістэм

Лазерныя зварачальныя машыны QCW шырока выкарыстоўваюцца ў ручных зварачальных сістэмах. Іх стабільны выхад энергіі і адносна нізкае агульнае спажыванне магутнасці робяць іх прыдатнымі для кароткіх зварных швоў, перарыўністага зварвання і работ на месцы, паляпшаючы зручнасць і гнуткасць для аператара.

3.4 Зварванне з прымяненнем матэрыялаў, чулівых да цеплавой дэфармацыі

Для вырабаў з строгімі патрабаваннямі да плоскасці або матэрыялаў, схільных да дэфармацыі — такіх як тонкасценныя канструкцыі і невялікія металічныя зборкі — магчымасць імпульснай мадуляцыі лазераў QCW дапамагае кантраляваць паводзіны расплаўленага сталёлага ванна і зніжае канцэнтрацыю напружанняў, выкліканых зварваннем.

4. Агляд прыкладных пераваг лазерных зварачальных машын QCW

Выходныя характарыстыкі паміж лазерамі з непарыўным і імпульсным выхадам, што забяспечвае высокую прыстасаванасць да працэсу

Высокая пікавая магутнасць для хуткага запальвання і стабільнага ўтварэння расплаўленага сталёжу

Рэгуляванне ўводу цяпла з невялікай зонай тэрмічнага ўздзеяння

Асабліва падыходзіць для зваркі тонкаскрынных, высокаточных элементаў і пры ручной зварцы

Завядрываючы гнуткія рэжымы працы, лазерныя зварачальныя машыны QCW дасягаюць эфектыўнага балансу паміж эфектыўнасцю зваркі і якасцю зварных швоў. Пры зварцы тонкаскрынных канструкцый, высокаточнай зварцы і ў прыкладаннях з жорсткімі патрабаваннямі да кантролю цяпла QCW-лазерныя зварачальныя машыны паказваюць выдатную прыстасаванасць да працэсу. Правільны выбар рэжымаў працы і аптымізаванае адпаведнасць параметраў маюць ключовае значэнне для поўнага выкарыстання іх эксплуатацыйных пераваг.