വെൽഡിങ്ങിൽ CW ലേസറും QCW ലേസറും

ഊർജ്ജ വിതരണ സവിശേഷതകൾ

CW ലേസറുകളുടെ ഒരു ശ്രദ്ധേയമായ ഗുണം അവയുടെ ഗൗസിയൻ ഊർജ്ജ വിതരണമാണ്, അവിടെ ലേസർ ബീമിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷന്റെ ഊർജ്ജ വിതരണം മധ്യഭാഗത്ത് നിന്ന് പുറത്തേക്ക് ഒരു ഗൗസിയൻ (സാധാരണ വിതരണം) പാറ്റേണിൽ കുറയുന്നു. ഈ വിതരണ സ്വഭാവം CW ലേസറുകൾക്ക് വളരെ ഉയർന്ന ഫോക്കസിംഗ് കൃത്യതയും പ്രോസസ്സിംഗ് കാര്യക്ഷമതയും കൈവരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് കേന്ദ്രീകൃത ഊർജ്ജ വിന്യാസം ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ.

CW ലേസർ എനർജി ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഡയഗ്രം

തുടർച്ചയായ തരംഗ (CW) ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന്റെ പ്രയോജനങ്ങൾ

സൂക്ഷ്മഘടനാ വീക്ഷണം

ലോഹങ്ങളുടെ സൂക്ഷ്മഘടന പരിശോധിക്കുമ്പോൾ, ക്വാസി-കണ്ടിന്യൂസ് വേവ് (QCW) പൾസ് വെൽഡിങ്ങിനേക്കാൾ തുടർച്ചയായ വേവ് (CW) ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന്റെ വ്യത്യസ്തമായ ഗുണങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു. സാധാരണയായി ഏകദേശം 500Hz എന്ന ഫ്രീക്വൻസി പരിധിയാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന QCW പൾസ് വെൽഡിങ്ങിന് ഓവർലാപ്പ് നിരക്കും നുഴഞ്ഞുകയറ്റ ആഴവും തമ്മിലുള്ള ഒരു വിട്ടുവീഴ്ച നേരിടുന്നു. കുറഞ്ഞ ഓവർലാപ്പ് നിരക്ക് അപര്യാപ്തമായ ആഴത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, അതേസമയം ഉയർന്ന ഓവർലാപ്പ് നിരക്ക് വെൽഡിംഗ് വേഗതയെ നിയന്ത്രിക്കുകയും കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, ഉചിതമായ ലേസർ കോർ വ്യാസങ്ങളും വെൽഡിംഗ് ഹെഡുകളും തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ CW ലേസർ വെൽഡിംഗ് കാര്യക്ഷമവും തുടർച്ചയായതുമായ വെൽഡിംഗ് കൈവരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന സീൽ സമഗ്രത ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഈ രീതി പ്രത്യേകിച്ച് വിശ്വസനീയമാണെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെടുന്നു.

താപ ആഘാത പരിഗണന

താപ ആഘാതത്തിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് നോക്കുമ്പോൾ, QCW പൾസ് ലേസർ വെൽഡിങ്ങിൽ ഓവർലാപ്പ് എന്ന പ്രശ്നം നേരിടുന്നു, ഇത് വെൽഡ് സീം ആവർത്തിച്ച് ചൂടാക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഇത് ലോഹത്തിന്റെ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറിനും മാതൃ വസ്തുവിനും ഇടയിൽ പൊരുത്തക്കേടുകൾ ഉണ്ടാക്കും, ഡിസ്ലോക്കേഷൻ വലുപ്പങ്ങളിലും തണുപ്പിക്കൽ നിരക്കുകളിലും വ്യത്യാസങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെ, അതുവഴി വിള്ളലുകളുടെ സാധ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. മറുവശത്ത്, കൂടുതൽ ഏകീകൃതവും തുടർച്ചയായതുമായ ചൂടാക്കൽ പ്രക്രിയ നൽകിക്കൊണ്ട് CW ലേസർ വെൽഡിംഗ് ഈ പ്രശ്നം ഒഴിവാക്കുന്നു.

ക്രമീകരിക്കാനുള്ള എളുപ്പം

പ്രവർത്തനത്തിന്റെയും ക്രമീകരണത്തിന്റെയും കാര്യത്തിൽ, പൾസ് ആവർത്തന ആവൃത്തി, പീക്ക് പവർ, പൾസ് വീതി, ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ തുടങ്ങി നിരവധി പാരാമീറ്ററുകളുടെ സൂക്ഷ്മമായ ട്യൂണിംഗ് QCW ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന് ആവശ്യമാണ്. CW ലേസർ വെൽഡിംഗ് ക്രമീകരണ പ്രക്രിയയെ ലളിതമാക്കുന്നു, പ്രധാനമായും തരംഗരൂപം, വേഗത, ശക്തി, ഡിഫോക്കസ് അളവ് എന്നിവയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, ഇത് പ്രവർത്തന ബുദ്ധിമുട്ട് ഗണ്യമായി ലഘൂകരിക്കുന്നു.

CW ലേസർ വെൽഡിങ്ങിലെ സാങ്കേതിക പുരോഗതി

ഉയർന്ന പീക്ക് പവറും കുറഞ്ഞ താപ ഇൻപുട്ടും QCW ലേസർ വെൽഡിംഗ് കൊണ്ട് പ്രശസ്തമാണ്, ഇത് താപ സെൻസിറ്റീവ് ഘടകങ്ങൾ വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്നതിനും വളരെ നേർത്ത മതിലുള്ള വസ്തുക്കൾക്കും ഗുണം ചെയ്യും. CW ലേസർ വെൽഡിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പുരോഗതി, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് (സാധാരണയായി 500 വാട്ടിന് മുകളിൽ), കീഹോൾ ഇഫക്റ്റിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആഴത്തിലുള്ള പെനട്രേഷൻ വെൽഡിംഗ് എന്നിവ അതിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷൻ ശ്രേണിയും കാര്യക്ഷമതയും ഗണ്യമായി വികസിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. താരതമ്യേന ഉയർന്ന താപ ഇൻപുട്ട് ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും ഉയർന്ന വീക്ഷണാനുപാതം (8:1 ൽ കൂടുതൽ) കൈവരിക്കുന്ന ഈ തരം ലേസർ 1 മില്ലീമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ കട്ടിയുള്ള വസ്തുക്കൾക്ക് പ്രത്യേകിച്ചും അനുയോജ്യമാണ്.

ക്വാസി-കണ്ടിന്യൂസ് വേവ് (ക്യുസിഡബ്ല്യു) ലേസർ വെൽഡിംഗ്

കേന്ദ്രീകൃത ഊർജ്ജ വിതരണം

"ക്വാസി-തുടർച്ചയായ തരംഗം" എന്നതിന്റെ അർത്ഥം QCW, ചിത്രം a-യിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ലേസർ തുടർച്ചയായ രീതിയിൽ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഒരു ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. സിംഗിൾ-മോഡ് തുടർച്ചയായ ലേസറുകളുടെ ഏകീകൃത ഊർജ്ജ വിതരണത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, QCW ലേസറുകൾ അവയുടെ ഊർജ്ജം കൂടുതൽ സാന്ദ്രമായി കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. ഈ സ്വഭാവം QCW ലേസറുകൾക്ക് മികച്ച ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത നൽകുന്നു, ഇത് ശക്തമായ നുഴഞ്ഞുകയറ്റ ശേഷികളിലേക്ക് വിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന മെറ്റലർജിക്കൽ പ്രഭാവം ആഴം-വീതി അനുപാതമുള്ള ഒരു "ആണി" ആകൃതിക്ക് സമാനമാണ്, ഇത് ഉയർന്ന പ്രതിഫലന അലോയ്കൾ, താപ-സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലുകൾ, കൃത്യതയുള്ള മൈക്രോ-വെൽഡിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ QCW ലേസറുകൾ മികവ് പുലർത്താൻ അനുവദിക്കുന്നു.

മെച്ചപ്പെട്ട സ്ഥിരതയും കുറഞ്ഞ പ്ലൂം ഇടപെടലും

ക്യുസിഡബ്ല്യു ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഗുണം, ലോഹ പ്ലൂമിന്റെ ആഗിരണ നിരക്കിലുള്ള സ്വാധീനം ലഘൂകരിക്കാനുള്ള കഴിവാണ്, ഇത് കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ള പ്രക്രിയയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ലേസർ-മെറ്റീരിയൽ പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത്, തീവ്രമായ ബാഷ്പീകരണം മെൽറ്റ് പൂളിന് മുകളിൽ ലോഹ നീരാവിയുടെയും പ്ലാസ്മയുടെയും മിശ്രിതം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, ഇതിനെ സാധാരണയായി ലോഹ പ്ലൂം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഈ പ്ലൂമിന് ലേസറിൽ നിന്ന് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തെ സംരക്ഷിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് അസ്ഥിരമായ പവർ ഡെലിവറിക്കും സ്പാറ്റർ, സ്ഫോടന പോയിന്റുകൾ, കുഴികൾ തുടങ്ങിയ വൈകല്യങ്ങൾക്കും കാരണമാകുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ക്യുസിഡബ്ല്യു ലേസറുകളുടെ ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള എമിഷൻ (ഉദാഹരണത്തിന്, 5ms പൊട്ടിത്തെറിച്ചതിനുശേഷം 10ms താൽക്കാലികമായി നിർത്തൽ) ഓരോ ലേസർ പൾസും ലോഹ പ്ലൂം ബാധിക്കാതെ മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ എത്തുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഇത് വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് നേർത്ത ഷീറ്റ് വെൽഡിങ്ങിന് ഇത് ഗുണകരമാണ്.

സ്റ്റേബിൾ മെൽറ്റ് പൂൾ ഡൈനാമിക്സ്

മെൽറ്റ് പൂളിന്റെ ചലനാത്മകത, പ്രത്യേകിച്ച് കീഹോളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബലങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, വെൽഡിന്റെ ഗുണനിലവാരം നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ നിർണായകമാണ്. തുടർച്ചയായ ലേസറുകൾ, അവയുടെ ദീർഘനേരം എക്സ്പോഷർ ചെയ്യുന്നതും വലിയ താപ ബാധിത മേഖലകളും കാരണം, ദ്രാവക ലോഹം നിറഞ്ഞ വലിയ മെൽറ്റ് പൂളുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ പ്രവണത കാണിക്കുന്നു. ഇത് കീഹോൾ തകർച്ച പോലുള്ള വലിയ മെൽറ്റ് പൂളുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും. ഇതിനു വിപരീതമായി, ക്യുസിഡബ്ല്യു ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന്റെ ഫോക്കസ് ചെയ്ത ഊർജ്ജവും കുറഞ്ഞ ഇടപെടൽ സമയവും കീഹോളിനു ചുറ്റും മെൽറ്റ് പൂളിനെ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ ഏകീകൃതമായ ബല വിതരണത്തിനും പോറോസിറ്റി, വിള്ളൽ, സ്പാറ്റർ എന്നിവയുടെ കുറഞ്ഞ സംഭവത്തിനും കാരണമാകുന്നു.