Trong lĩnh vực hàn laser, cho dù đó là người dùng với tư cách là khách hàng hay thiết bị là nhà cung cấp, một khi dự án hàn laser ở trước mặt bạn, hàn xung hoặc hàn liên tục gần như là sự cân nhắc đầu tiên.Vì vấn đề này liên quan đến nhiều yếu tố như chi phí, quy trình, hiệu quả xử lý, nguồn sáng và các nâng cấp thiết bị tiếp theo, nên nó phải được xử lý một cách thận trọng.Trong bài báo này, một số giải thích đơn giản được thực hiện từ các khía cạnh nguyên lý, nguồn sáng, đặc điểm chùm tia, đặc điểm của từng quy trình hàn và phạm vi ứng dụng.
1. Nguyên tắc liên quan
Có nhiều cách để phân loại laser, chẳng hạn như hồng ngoại, nhìn thấy và tử ngoại theo phân loại bước sóng.
Theo vật liệu làm việc bằng laser, có laser CO2, laser sợi quang, laser trạng thái rắn Nd3 +: YAG, laser đĩa Nd3 +: YAG, laser bán dẫn trực tiếp, laser nhuộm, v.v., và laser liên tục và xung được xác định theo phương pháp làm việc của laze.Nói chung, một khi chùm tia laser qua lại trong bộ cộng hưởng, nó sẽ phát ra một lần và liên tục qua lại (còn gọi là dao động tần số cao) sẽ tạo thành nhiều đầu ra.Khi tần số đầu ra đạt đến một giá trị tới hạn nhất định, chúng ta gọi nó là Ánh sáng liên tục, nếu không thì nó được gọi là ánh sáng xung và các tia laser tương ứng là tia laser liên tục và tia laser xung.Tuy nhiên, không có tiêu chuẩn thống nhất và rõ ràng cho việc phân chia hai trong giới học thuật và trong ngành.Cách nói phổ biến hơn là khi tần số ánh sáng lặp đi lặp lại từ 102Hz trở xuống, đó là một xung và khi nó là 102 ~ 103Hz, đó là gần như liên tục (QCW), 103 ~ 106Hz là liên tục (gọi tắt là CW) , và 106~109Hz hoặc thậm chí cao hơn là siêu liên tục.Về các tham số công suất tương ứng, laser CW thường chỉ cung cấp năng lượng, trong khi laser xung cung cấp công suất xung đơn, công suất trung bình, độ rộng và tần số xung, v.v. Phương pháp tiết kiệm chi phí cụ thể là: công suất trung bình = công suất xung đơn × độ rộng xung × Tính thường xuyên.
Trong hầu hết các trường hợp, hàn liên tục sử dụng laser sợi quang.Trong những năm gần đây, với sự trưởng thành và ổn định liên tục của laser bán dẫn trực tiếp cấp công nghiệp, ứng dụng của nó trong hàn liên tục đã dần tăng lên. Laser xung được đặc trưng bởi đầu ra ánh sáng xung với tần số đầu ra ánh sáng thấp.Laser có công suất thấp hơn có thể phát ra năng lượng xung cực cao.Ví dụ, laser xung 500W, công suất xung đơn có thể đạt tới 12KW hoặc thậm chí cao hơn.Bằng cách này, giống nhau Độ thâm nhập hàn của laser xung có công suất cao hơn so với laser sợi quang (liên tục).Laser CW được đặc trưng bởi tần số đầu ra cực cao và năng lượng xung đơn tương đối ổn định và thấp.
2. Đặc điểm chùm tia
Như chúng ta đã biết, chùm tia do laser CW (sợi quang) phát ra là chùm tia Gaussian điển hình, mật độ năng lượng tại trung tâm quang học rất cao và mật độ năng lượng giảm nhanh dọc theo hướng ra ngoài của trung tâm quang học.Cường độ ánh sáng của laser xung là sự phân bố trên đỉnh phẳng, năng lượng được phân bố xấp xỉ đều trên bề mặt vuông góc với chùm tia.
3. Quy trình hàn
Tần số phát ra ánh sáng hàn liên tục rất cao.Nếu áp dụng biện pháp bảo vệ mối hàn tốt và các thông số hàn phù hợp, có thể thu được đường hàn đều và mịn.Loại đường hàn này về cơ bản không cần mài hoặc đánh bóng.Tuy nhiên, do hàn xung có tần số ánh sáng thấp nên trong quá trình làm việc có thể nghe thấy tiếng gõ rõ ràng và ngắt quãng, thu được mối hàn vảy cá mịn, hơi giống với hàn hồ quang argon, hoặc cũng có thể sử dụng khi cần thiết , tạo thành một điểm hàn đầy đủ.Trong quá trình xử lý, hàn liên tục chỉ cần chọn một số thông số như đường hàn, tốc độ vận hành và công suất phù hợp, tương đối đơn giản, trong khi hàn xung yêu cầu điều chỉnh độ rộng xung, tần số đầu ra ánh sáng, công suất xung đơn. , tốc độ hoạt động và xung.Nhiều tham số như dạng sóng được xem xét toàn diện, tương đối phức tạp.
Mật độ năng lượng của chùm tia laser sợi quang ở trung tâm quang học rất cao, và theo phương tiện kỹ thuật hiện tại, chùm tia laser có thể được ghép vào sợi truyền năng lượng với đường kính lõi rất nhỏ, do đó, laser quang học công suất trung bình và cao là rất thích hợp cho hàn ngấu sâu, mối hàn có tỷ lệ cực lớn.Các đặc điểm của sự phân bố chùm tia laser xung trên đỉnh phẳng có lợi thế lớn cho hàn dẫn nhiệt được thể hiện bằng hàn nối tấm mỏng.
4. Ứng dụng
Do tính ổn định cao, tiêu thụ điện năng thấp, hiệu quả cao, chất lượng chùm tia và mật độ năng lượng cực cao, laser liên tục (sợi quang) đã liên tục chiếm lĩnh thị trường laser CO2 và laser trạng thái rắn Nd3+:YAG trong lĩnh vực hàn trong những năm gần đây .Thị phần trong tương lai sẽ không tiếp tục mở rộng.Hiện nay trên thị trường, hàn liên tục chủ yếu dùng cho hàn ngấu sâu.Ví dụ, trong lĩnh vực phụ tùng ô tô, laser sợi quang (liên tục) về cơ bản được sử dụng để hàn.Với sự phát triển không ngừng của công nghệ laser sợi quang và công nghệ laser bán dẫn trực tiếp, hàn liên tục sẽ được áp dụng cho nhiều lĩnh vực hơn.Ngoài ra, quy trình hàn liên tục với hiệu suất cực cao và độ ổn định rất phù hợp với xu thế chung của ngành sản xuất hiện nay từ phương thức sản xuất thủ công và bán tự động sang thông minh và tự động.Thị trường hàn xung sẽ tiếp tục thu hẹp trong tương lai, đặc biệt là ở giai đoạn này, laser sợi quang đã phát triển các loại laser gần như liên tục có thể cạnh tranh với chúng.Tuy nhiên, chúng tôi cũng đã thay đổi để thấy rằng laser trạng thái rắn Nd3 +: YAG có chi phí thấp, dễ sử dụng và dễ bảo trì, và nhiều vật liệu đặc biệt và yêu cầu hàn đặc biệt yêu cầu sử dụng hàn xung, điều này cũng làm cho hàn xung tồn tại trong một thời gian dài trong tương lai.
Làm thế nào để chọn hai phương pháp hàn là một vấn đề cần được xem xét toàn diện.Cần xem xét các yếu tố như giá cả, chi phí sử dụng, yêu cầu quy trình và hiệu quả sản xuất.Hàn xung có hiệu quả thấp và chi phí sử dụng cao, nhưng chi phí thấp và năng lượng xung đơn cao;hàn liên tục có hiệu quả cao, chi phí vận hành thấp nhưng giá cao.Cả hai đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, vì vậy chúng có phạm vi ứng dụng khác nhau.