Wat zijn de verschillen tussen continue laser (CW) en quasi continue laser (QCW)?

Continugolflasers (CW) en quasi-continugolflasers (QCW) zijn twee soorten lasers die vaak in verschillende toepassingen worden gebruikt. CW-lasers zenden een continue lichtstraal uit, terwijl QCW-lasers een reeks korte pulsen uitzenden. Hier zijn enkele verschillen tussen deze twee soorten lasers:

Gaussiaanse energieverdeling van CW-laser met enkele-modus

CW-laser: CW is de afkorting voor "continuous wave", wat continue golflaser betekent. Het bereikt laservermogen door middel van continue excitatie-energie, wat betekent dat de laser aan blijft totdat hij stopt. CW-lasers hebben doorgaans een lager piekvermogen en een hoger gemiddeld vermogen.

Zoals weergegeven in figuur 1 verwijst continue laser naar een laser die continu en continu licht kan uitzenden, gezamenlijk bekend als continue laser. Over het algemeen zijn het snijden van metaal en het lassen van koper-aluminium continue lasers, die het meest worden gebruikt. De belangrijkste parameters voor het continu debuggen van laserprocessen zijn: vermogensgolfvorm, mate van onscherpte, kerndiametervlek en snelheid;

Zoals weergegeven in figuur 2 toont het schematische diagram van de Gaussiaanse energieverdeling van een continue laser met enkele -modus de energieverdeling van de dwarsdoorsnede van een laserstraal. De middelste energie is het hoogst, en de periferie neemt op zijn beurt af, wat een Gaussiaanse verdeling laat zien (normale verdeling).

QCW vergelijking van laserpulsenergie en pulslassen

QCW is de afkorting voor "quasi Continuous Wave", wat een quasi Continuous Wave-laser betekent. Zoals weergegeven in figuur a van de gepulseerde laser, is laser gewoonlijk een proces van intermitterende lichtemissie; Figuur b toont de laserenergieverdeling. Vergeleken met continue lasers met één modus is de energieverdeling van QCW meer geconcentreerd, wat betekent dat QCW een hogere energiedichtheid (sterker penetratievermogen) heeft dan continue lasers.

Dit komt tot uiting in het metallografische aspect, waardoor QCW een groter penetratievermogen heeft. Het geproduceerde metallografische aspect is vergelijkbaar met een spijker, met een hogere aspectverhouding. Het pieklaservermogen en de hoge energiedichtheid van QCW maken het geschikt voor legeringen met hoge weerstand en thermisch gevoelige materialen. Er zitten enorme voordelen in microconnectiviteit; Figuur c toont het lasschema van een gepulseerde laser met verschillende frequenties. Het is duidelijk dat het pulslassen relatief stabiel is, met vrijwel geen spatten.

QCW-lasers maken voornamelijk gebruik van een technologie genaamd Q-switching, wat een effectieve methode is om korte pulsen met hoge- energie te verkrijgen. Het comprimeert de continue laser met algemene output tot extreem smalle pulsen voor emissie, waardoor het piekvermogen van de lichtbron met verschillende ordes van grootte wordt vergroot. Tijdens Q--schakeling, voordat het versterkingsmedium voldoende energie opslaat, handhaaft de hele laserresonator een hoog holteverlies. Op dit moment kan de laser geen laseroscillatie produceren omdat de drempel te hoog is, zodat het aantal deeltjes op het hoogste niveau in grote hoeveelheden kan worden geaccumuleerd. Wanneer de accumulatie de verzadigingswaarde bereikt, neemt het holteverlies snel af tot een zeer kleine waarde, zodat het grootste deel van de energie die is opgeslagen door deeltjes op het hoogste niveau in korte tijd wordt omgezet in laserenergie. Genereer een sterke laserpulsuitgang aan het uitgangsuiteinde.

Een ballon die lijkt op een ronde trommel kan bijvoorbeeld uit het mondstuk worden losgelaten en langzaam en continu leeglopen, wat een continue laser wordt genoemd. Door de Q-waarde aan te passen, wordt de ballon onder druk gezet en onmiddellijk opgeblazen, wat ongeveer het geval is bij continu en QCW.

Fig. 4 a Uiterlijk van CW-laserafdichtspijker, uiterlijk van rechte lasnaad, metallografisch onderzoek van langsdoorsnede; een QCW-laserafdichtingsspijker-uiterlijk, recht lasuiterlijk, metallografie in langsdoorsnede;

Om dieper in te gaan op de manier waarop deze pulscompressie en hoge energiedichtheid de daadwerkelijke micro-verwerking beïnvloeden, kunt u onze uitgebreide gids lezen overhet optimaliseren van fiberlaser-micro-lassen en het kiezen van de juiste bron. Voor een fundamentele analyse van deze technologie kunt u onze volledige uitleg raadplegenQCW quasi-continue lasertechnologie.

1. Het uiterlijk van QCW is vergelijkbaar met pulspuntlassen, met visschubbenpatronen, terwijl continue laser een vloeiende en continue curve heeft;

2. Energie-invoer: continue laserinvoer, puls intermitterende invoer, weerspiegeld op de metallografie, continue laserlas longitudinale metallografische continu, slechts kleine fluctuaties, pulslaser kan de laser duidelijk zien boren als eenpuntslaser metallografische splitsing, elke laser corresponderende metallografische duidelijk zichtbaar; Daarom is continu lassen sterker dan QCW-laserlassen wat betreft lasverbindingssterkte.

Gedetailleerde vergelijking van continue (CW) en quasi-continue (QCW) laserlasprincipes

1. Het vermijden van de invloed van pluimen op de materiaalabsorptie, waardoor het proces stabieler wordt: tijdens de interactie tussen laser en materiaal zal het materiaal ernstige verdamping ondergaan, waardoor een mengsel van metaaldamp, plasma en andere gassen boven het gesmolten zwembad ontstaat, gezamenlijk bekend als metaalpluimen. Deze metaalpluimen zorgen ervoor dat de laser het materiaaloppervlak niet bereikt, wat resulteert in onstabiel laservermogen dat het materiaaloppervlak bereikt, wat resulteert in defecten zoals spatten, explosiepunten en putten; Het pulslassen van QCW wordt echter gekenmerkt door een intermitterende lichtopbrengst (5 ms lichtopbrengst, 10 ms intermitterende lichtopbrengst en dan de volgende lichtopbrengst), wat ervoor zorgt dat elke laseraanval op het materiaaloppervlak niet wordt beïnvloed door metaalpluimen, waardoor het stabieler wordt vergeleken met lassen en voordelen heeft bij het lassen van dunne platen.

2. Stabiel smeltbad: De spanning op het sleutelgat van het smeltbad, de lange duur van continue laseractie, het grote warmtegeleidingsgebied, het grote smeltbad en de overvloed aan vloeibaar metaal maken het continue lassmeltbad veel groter dan het QCW-lasersmeltbad. Defecten zoals poriën, scheuren en spatten houden nauw verband met het gesmolten bad: als het gesmolten zwembad groot is, neemt de oppervlaktespanning van het gesmolten zwembad af bij toenemende temperatuur, en is het grote gesmolten zwembad gevoeliger voor het instorten van een sleutelgat, zoals weergegeven in a3; Vanwege de meer geconcentreerde energie en korte actietijd van QCW-laserlassen bevindt het gesmolten bad zich voornamelijk rond het sleutelgat en is de kracht uniform. Het relatieve voorkomen van poriën, scheuren en spatten is lager.

3. Door hitte beïnvloede zone van Saller: continue laseractie op het materiaal brengt voortdurend warmte over op het materiaal, waardoor het dunne materiaal zeer gevoelig is voor thermische vervorming en defecten zoals scheuren veroorzaakt door interne spanning. QCW werkt met tussenpozen op het materiaal, waardoor het afkoeltijd krijgt, waardoor het kleiner wordt in de door hitte beïnvloede zone en de warmte-inbreng, waardoor het geschikter wordt voor het verwerken van dunne materialen; En materialen in de buurt van thermische sensoren kunnen alleen worden verwerkt met behulp van een QCW-laser.

4. Hoog piekvermogen: Met hetzelfde gemiddelde vermogen van continue en QCW-lasers kan QCW een hoger piekvermogen, een hogere energiedichtheid, een grotere smeltdiepte en een sterkere penetratie bereiken. QCW heeft meer voordelen bij het lassen van platen van koperlegeringen en aluminiumlegeringen. De energiedichtheid van een continue laser met hetzelfde gemiddelde vermogen is lager dan die van QCW, wat ertoe kan leiden dat de laser er niet in slaagt lasmarkeringen op het oppervlak van het materiaal te produceren en dat deze allemaal worden gereflecteerd. Als de laser te hoog is, zal de laserabsorptiesnelheid scherp toenemen nadat het materiaal is gesmolten, en zal de warmte-inbreng plotseling toenemen, wat resulteert in een oncontroleerbare smeltdiepte en warmte-inbreng. Het kan niet worden gebruikt bij het lassen van dunne platen en er kunnen zich verschijnselen voordoen van het niet produceren van lassporen of het doorbranden, waardoor niet aan de procesvereisten kan worden voldaan.

Gedetailleerde vergelijking van sleutelgatmechanismen voor CW- en QCW-laserlassen

Vanwege deze niet-spat- en hoge- stabiliteitskenmerken hebben quasi-continue golven een revolutie teweeggebracht in de precisieproductie. Lees meer over de specifieke techniek achter deze systemen in ons artikel:Wat is een QCW fiberlaserlasmachine?

Omdat de pulsduur kort is (meestal enkele milliseconden), wordt de warmte die het onderdeel binnendringt geminimaliseerd. Daarom wordt aanbevolen om gepulseerd laserlassen te gebruiken rond de thermische sensor en extreem dunwandige materialen. Tegelijkertijd is gepulseerd laserlassen, vanwege de grote hoeveelheid energie die aan het begin van de puls wordt overgedragen, vaak geschikt voor reflecterend metaal. Meestal aangeduid als een "verbeterde puls", duurt de stroompiek aan het begin van de pulscyclus slechts een klein deel van de totale pulsduur. Het vermogen ervan is echter voldoende om de reflectiviteit van het materiaal te doorbreken, terwijl het gemiddelde vermogen lager blijft, waardoor de warmte wordt verminderd. CW-lasers moeten een grote hoeveelheid energie leveren om sterk reflecterende metalen te koppelen, en de gegenereerde warmte kan de onderdelen of componenten daarin gemakkelijk beschadigen. CW-continugolflaserlassen is meestal een laser met hoog-vermogen en een vermogen van meer dan 500 watt. Over het algemeen moet dit type laser worden gebruikt voor platen met een dikte van 1 mm of meer. Het lasmechanisme is dieppenetratielassen op basis van het sleutelgateffect, met een grote aspectverhouding van meer dan 8:1, maar een relatief hoge warmte-inbreng.

Ten slotte is er, dankzij de vooruitgang van de lasertechnologie, ook continue lasermodulatietechnologie om pulslassen van continue lasers mogelijk te maken, evenals hoogfrequent pulslassen van QCW-lasers.

Over het algemeen hebben zowel CW-lasers als QCW-lasers hun voor- en nadelen, afhankelijk van de specifieke toepassing. CW-lasers zijn geschikt voor toepassingen die een continue lichtbundel vereisen, terwijl QCW-lasers geschikt zijn voor toepassingen die korte pulsen met hoge energie vereisen. Daarom is het belangrijk om het juiste type laser voor uw specifieke toepassing te kiezen om de beste resultaten te bereiken.

Of uw toepassing nu het hoge piekvermogen van een QCW-laser voor delicate micro-componenten of de continue energie-output van een standaard CW-laser voor het snijden van dik metaal vereist, het selecteren van het juiste industriële systeem is van cruciaal belang. Ontdek onze hoge-prestatiesFiberlaserlasmachinecategorie om de perfecte aangepaste configuratie voor uw productie-upgrade te vinden.