مقایسه جوش لیزری تک حالته چند حالته حلقوی هیبریدی

جوشکاری فرآیند اتصال دو یا چند فلز به یکدیگر از طریق اعمال گرما است. جوشکاری معمولاً شامل حرارت دادن یک ماده تا نقطه ذوب آن است به طوری که فلز پایه ذوب می شود تا شکاف های بین اتصالات را پر کند و یک اتصال قوی ایجاد کند. جوشکاری لیزری یک روش اتصال است که از لیزر به عنوان منبع حرارت استفاده می کند.

به عنوان مثال، باتری قدرت جعبه مربعی را در نظر بگیرید: هسته باتری توسط لیزر از طریق چندین بخش به هم متصل شده است. در طول کل فرآیند جوشکاری لیزر، استحکام اتصال مواد، راندمان تولید و نرخ معیوب سه موضوعی است که صنعت بیشتر به آن توجه دارد. قدرت اتصال مواد را می توان با عمق و عرض نفوذ متالوگرافی منعکس کرد (مرتبط نزدیک با منبع نور لیزر). راندمان تولید عمدتاً به قابلیت پردازش منبع نور لیزر مربوط می شود. میزان نقص عمدتاً به انتخاب منبع نور لیزر مربوط می شود. بنابراین، این مقاله به موارد رایج موجود در بازار می پردازد. یک مقایسه ساده از چندین منبع نور لیزر انجام شده است تا به توسعه دهندگان همکار کمک کند.

چونجوش لیزریاساساً یک فرآیند تبدیل نور به گرما است، چندین پارامتر کلیدی درگیر به شرح زیر است: کیفیت پرتو (BBP، M2، زاویه واگرایی)، چگالی انرژی، قطر هسته، فرم توزیع انرژی، سر جوش تطبیقی، پنجره‌های فرآیند پردازش و مواد قابل پردازش. عمدتاً برای تجزیه و تحلیل و مقایسه منابع نور لیزر از این جهت ها استفاده می شود.

مقایسه لیزر تک حالته-چند مدی

تعریف چند حالته تک حالته:

حالت تک به یک الگوی توزیع واحد انرژی لیزر در یک صفحه دو بعدی اشاره دارد، در حالی که حالت چندگانه به الگوی توزیع انرژی فضایی اشاره دارد که از برهم نهی الگوهای توزیع چندگانه تشکیل شده است. به طور کلی، اندازه فاکتور M2 کیفیت پرتو را می توان برای قضاوت در مورد تک حالته بودن یا چند حالته بودن خروجی لیزر فیبر استفاده کرد: M2 کمتر از 1.3 یک لیزر تک حالته خالص است، M2 بین 1.3 و 2.0 یک لیزر شبه است. لیزر تک حالته (چند حالته) و M2 بزرگتر از 2.0 است. برای لیزرهای چند حالته

چونجوش لیزریاساساً یک فرآیند تبدیل نور به گرما است، چندین پارامتر کلیدی درگیر به شرح زیر است: کیفیت پرتو (BBP، M2، زاویه واگرایی)، چگالی انرژی، قطر هسته، فرم توزیع انرژی، سر جوش تطبیقی، پنجره‌های فرآیند پردازش و مواد قابل پردازش. عمدتاً برای تجزیه و تحلیل و مقایسه منابع نور لیزر از این جهت ها استفاده می شود.

مقایسه لیزر تک حالته-چند مدی

تعریف چند حالته تک حالته:

حالت تک به یک الگوی توزیع واحد انرژی لیزر در یک صفحه دو بعدی اشاره دارد، در حالی که حالت چندگانه به الگوی توزیع انرژی فضایی اشاره دارد که از برهم نهی الگوهای توزیع چندگانه تشکیل شده است. به طور کلی، اندازه فاکتور M2 کیفیت پرتو را می توان برای قضاوت در مورد تک حالته بودن یا چند حالته بودن خروجی لیزر فیبر استفاده کرد: M2 کمتر از 1.3 یک لیزر تک حالته خالص است، M2 بین 1.3 و 2.0 یک لیزر شبه است. لیزر تک حالته (چند حالته) و M2 بزرگتر از 2.0 است. برای لیزرهای چند حالته

همانطور که در شکل نشان داده شده است: شکل b توزیع انرژی یک حالت اساسی را نشان می دهد و توزیع انرژی در هر جهتی که از مرکز دایره عبور کند به صورت منحنی گاوسی است. تصویر a توزیع انرژی چند حالته را نشان می دهد، که توزیع انرژی فضایی است که از برهم نهی چند حالت تک لیزری تشکیل می شود. نتیجه برهم نهی چند حالته یک منحنی سطح صاف است.

لیزرهای معمولی تک حالته: IPG YLR-2000-SM، SM مخفف Single Mode است. در محاسبات از فوکوس همسو شده 150-250 برای محاسبه اندازه نقطه فوکوس استفاده می شود، چگالی انرژی 2000 وات است و چگالی انرژی فوکوس برای مقایسه استفاده می شود.

مقایسه تک حالته و چند حالتهجوش لیزریاثرات

لیزر تک حالته: قطر هسته کوچک، چگالی انرژی بالا، توانایی نفوذ قوی، منطقه تحت تاثیر حرارت کوچک، شبیه به یک چاقوی تیز، به ویژه مناسب برای جوشکاری صفحات نازک و جوشکاری با سرعت بالا، و می تواند با گالوانومترها برای پردازش ریز استفاده شود. قطعات و قطعات بسیار بازتابنده (قطعات بسیار منعکس کننده) گوش ها، قطعات اتصال و غیره) همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، حالت تک دارای سوراخ کلید کوچکتر و حجم محدودی از بخار فلزی با فشار بالا داخلی است، بنابراین به طور کلی چنین نیست. نقص هایی مانند منافذ داخلی دارند. در سرعت های پایین، ظاهر خشن بدون دمیدن هوای محافظ است. در سرعت های بالا، حفاظت اضافه می شود. کیفیت پردازش گاز خوب است، راندمان بالا است، جوش ها صاف و مسطح هستند و نرخ بازده بالا است. برای جوشکاری پشته ای و جوشکاری نفوذی مناسب است.

لیزر چند حالته: قطر هسته بزرگ، چگالی انرژی کمی کمتر از لیزر تک حالته، چاقوی بلانت، سوراخ کلید بزرگتر، ساختار فلزی ضخیم تر، نسبت عمق به عرض کوچکتر، و در همان قدرت، عمق نفوذ 30 درصد کمتر است. نسبت به لیزر تک حالته، بنابراین برای استفاده مناسب است. مناسب برای پردازش جوش لب به لب و پردازش صفحه ضخیم با شکاف های مونتاژ بزرگ.

کنتراست لیزری حلقه کامپوزیت

جوشکاری هیبریدی: پرتو لیزر نیمه هادی با طول موج 915 نانومتر و پرتو لیزر فیبر با طول موج 1070 نانومتر در یک سر جوش ترکیب شده اند. دو پرتو لیزر به صورت هم محور توزیع شده اند و سطوح کانونی دو پرتو لیزر را می توان به طور انعطاف پذیر تنظیم کرد، به طوری که محصول دارای هر دو نیمه هادی است.جوش لیزریقابلیت های بعد از جوشکاری این اثر روشن است و دارای عمق فیبر استجوش لیزری.

نیمه هادی ها اغلب از یک نقطه نوری بزرگ بیش از 400 میلی متر استفاده می کنند که عمدتاً مسئول پیش گرم کردن مواد، ذوب شدن سطح مواد و افزایش نرخ جذب لیزر فیبر مواد است (نرخ جذب لیزر ماده با افزایش دما افزایش می یابد).

لیزر حلقه ای: دو ماژول لیزر فیبر نور لیزری را ساطع می کنند که از طریق یک فیبر نوری مرکب (فیبر نوری حلقه در فیبر نوری استوانه ای) به سطح ماده منتقل می شود.

دو پرتو لیزر با نقطه حلقوی: حلقه بیرونی مسئول گسترش دهانه سوراخ کلید و ذوب مواد است و لیزر حلقه داخلی مسئول عمق نفوذ است که امکان جوشکاری با پاشش بسیار کم را فراهم می کند. قطر هسته قدرت لیزر حلقه داخلی و خارجی را می توان آزادانه مطابقت داد و قطر هسته را می توان آزادانه مطابقت داد. پنجره فرآیند نسبت به یک پرتو لیزر منعطف تر است.

مقایسه اثرات جوشکاری کامپوزیت-دایره ای

از آنجایی که جوش ترکیبی ترکیبی از جوشکاری هدایت حرارتی نیمه هادی و جوشکاری با نفوذ عمیق فیبر نوری است، نفوذ حلقه بیرونی کم عمق تر است، ساختار متالوگرافی تیزتر و باریک تر است. در عین حال، ظاهر رسانایی حرارتی است، حوضچه مذاب دارای نوسانات کوچک، دامنه وسیعی است، و حوضچه مذاب پایدارتر است و به ظاهر صاف تر منعکس می شود.

از آنجایی که لیزر حلقه ترکیبی از جوشکاری با نفوذ عمیق و جوشکاری با نفوذ عمیق است، حلقه بیرونی همچنین می‌تواند عمق نفوذ ایجاد کند که می‌تواند به طور موثر دهانه سوراخ کلید را گسترش دهد. همان قدرت دارای عمق نفوذ بیشتر و متالوگرافی ضخیم تر است، اما در عین حال، پایداری حوضچه مذاب کمی کمتر از نوسانات نیمه هادی فیبر نوری کمی بزرگتر از جوشکاری کامپوزیت است و زبری نسبتاً زیاد است.