כולנו יודעים שסוגי מחוללי הלייזר כוללים לייזרים גלי רציפים (הידועים גם כלייזרי CW) ולייזרים פולסים. כפי שהשם מרמז, פלט הלייזר הגל הרציף הוא רציף בזמן, ומקור משאבת הלייזר מספק באופן רציף אנרגיה ליצירת פלט לייזר במשך זמן רב, ובכך משיג אור לייזר גל רציף. הספק המוצא של לייזרים CW הוא בדרך כלל נמוך יחסית, מה שמתאים לאירועים הדורשים פעולת לייזר גל מתמשכת. לייזר פועם אומר שהוא עובד רק פעם אחת במרווח מסוים. הלייזר הדופק הוא בעל הספק פלט גדול והוא מתאים לסימון לייזר, חיתוך, ריתוך, ניקוי וטווח. למעשה, מבחינת עיקרון העבודה, כולם שייכים לסוג הפולסים, אך תדר פולס הלייזר הפלט של לייזר הגל הרציף הוא גבוה יחסית, שאינו ניתן לזיהוי על ידי העין האנושית.
STYLECNC יסביר את ההבדל בין 2 סוגי הלייזרים האלה:
Pulsed Laser VS CW Laser
הגדרה ועיקרון
1. אם מוסיפים אפנן ללייזר כדי ליצור הפסד תקופתי, ניתן לבחור חלק מהפלט מתוך כל כך הרבה פולסים, מה שנקרא לייזר פולס. במילים פשוטות, אור הלייזר הנפלט מהלייזר הדופק הוא קרן אחר קרן. זוהי צורה מכנית כמו גל (גל רדיו/גל אור וכו') הנפלט בו זמנית.
2. בלייזר CW, האור יוצא בדרך כלל פעם אחת בסיבוב הלוך ושוב בחלל. מכיוון שאורך החלל הוא בדרך כלל בטווח של מילימטרים עד מטרים, הוא יכול להפיק הרבה פעמים בשנייה, מה שנקרא לייזר גל מתמשך. במילים פשוטות, הלייזר CW פולט ברציפות. מקור משאבת הלייזר מספק ברציפות אנרגיה ליצירת פלט לייזר במשך זמן רב, ובכך משיג אור לייזר גל מתמשך.
תכונות
1. באמצעות עירור החומר העובד ותפוקת הלייזר התואמת, הלייזר CW יכול להמשיך במצב רציף למשך תקופה ארוכה. .
2. לייזר הדופק יש כוח פלט גדול; זה מתאים לסימון לייזר, חיתוך, טווח וכו'. היתרון הוא שעליית הטמפרטורה הכוללת של חומר העבודה קטנה, הטווח המושפע בחום קטן, והעיוות של חומר העבודה קטן.
מאפיין
1. ללייזר הגל הרציף יש מצב עבודה יציב, כלומר, מצב יציב. למספר החלקיקים של כל רמת אנרגיה בלייזר CW ושדה הקרינה בחלל יש חלוקה יציבה.
2. לייזר דופק מתייחס ללייזר שרוחב הפולסים שלו של לייזר בודד הוא פחות מ-0.25 שניות ועובד רק פעם אחת במרווח מסוים.
שיטות עבודה
1. מצב העבודה של הלייזר הדופק מתייחס למצב בו הפלט של הלייזר אינו רציף ופועל פעם אחת בלבד במרווח מסוים.
2. מצב העבודה של לייזר גל מתמשך אומר שפלט הלייזר הוא רציף, והפלט אינו מופרע לאחר הפעלת הלייזר.
תפוקת חשמל
1. ללייזר הדופק הספק פלט גדול.
2. הספק המוצא של לייזרים גל רציף הוא בדרך כלל נמוך יחסית.
כוח שיא
1. לייזרים CW בדרך כלל יכולים להשיג רק את גודל הכוח שלהם.
2. הלייזר הדופק יכול להשיג הרבה פעמים את העוצמה שלו. ככל שרוחב הפולסים קצר יותר, כך האפקט התרמי קטן יותר, ויותר משתמשים בלייזרים פולסים בעיבוד עדין.
חומרים מתכלים ותחזוקה
1. מחולל לייזר דופק: צריך לתחזק לעתים קרובות, וחומרים מתכלים יהיו זמינים מאוחר יותר.
2. מחולל לייזר גלים רציפים: הוא כמעט ללא תחזוקה, ואין צורך בחומרים מתכלים בשלב מאוחר יותר.
ניקוי בלייזר CW VS ניקוי בלייזר פולס
ניקוי בלייזר הינה טכנולוגיית ניקוי משטחי חומר מתפתחת שיכולה להחליף כבישה מסורתית, התזת חול וניקוי אקדח מים בלחץ גבוה. מכונת ניקוי הלייזר מאמצת ראש ניקוי נייד ולייזר סיבים, בעל שידור גמיש, יכולת שליטה טובה, חומרים ישימים רחבים, יעילות גבוהה והשפעה טובה.
המהות של ניקוי הלייזר היא להשתמש במאפיינים של צפיפות אנרגית לייזר גבוהה כדי להרוס את המזהמים המחוברים לפני השטח של המצע מבלי לפגוע במצע. על פי ניתוח המאפיינים האופטיים של המצע הנוקה והמזהמים, ניתן לחלק את מנגנון ניקוי הלייזר ל-2 קטגוריות: האחת היא להשתמש בהפרש בקצב הספיגה של המזהמים והמצע לאורך גל מסוים של אנרגיית הלייזר, כך שניתן יהיה לספוג את אנרגיית הלייזר במלואה. המזהמים נספגים, כך שהמזהמים מחוממים להתרחבות או אידוי. הסוג השני הוא שיש הבדל קטן בקצב ספיגת הלייזר בין המצע למזהם. לייזר פועם בתדירות גבוהה ובעוצמה גבוהה משמש לפגיעה על פני האובייקט, וגל ההלם גורם למזהם להתפרץ ולהיפרד מפני השטח של המצע.
בתחום ניקוי הלייזר, לייזר סיבים הפך לבחירה הטובה ביותר לניקוי מקור אור בלייזר בשל אמינותו, יציבותו וגמישותו הגבוהים יותר. מכיוון ששני המרכיבים העיקריים של לייזרים סיבים, לייזרים סיבים רציפים ולייזרי סיבים פולסים תופסים עמדה דומיננטית בעיבוד חומרים מקרוסקופי ועיבוד חומרים מדויקים, בהתאמה.
הסרת חלודה, צבע, שמן ושכבת תחמוצת על משטחי מתכת היא כיום התחום הנפוץ ביותר של ניקוי לייזר. הסרת חלודה צפה דורשת את צפיפות הספק הלייזר הנמוכה ביותר, וניתן להשיגה על ידי שימוש בלייזרים פולסים באנרגיה גבוהה במיוחד או אפילו בלייזרי גל מתמשכים עם איכות קרן ירודה. בנוסף לשכבת התחמוצת הצפופה, בדרך כלל יש צורך להשתמש בלייזר MOPA עם אנרגיית פולס כמעט חד-פעמית של כ-1.5mJ עם צפיפות הספק גבוהה. למזהמים אחרים יש לבחור מקור אור מתאים בהתאם למאפייני ספיגת האור שלו ולפי קלות הניקוי. STYLECNCסדרת מכונות הניקוי בלייזר עם גל פועם וגל מתמשך מתאימות ליישום של נקודה גסה באנרגיה סופר גדולה ונקודה עדינה באנרגיה גבוהה בהתאמה.
באותם תנאי הספק, יעילות הניקוי של לייזרים פולסים גבוהה בהרבה מזו של לייזרים גל רציף. במקביל, לייזרים פולסים יכולים לשלוט טוב יותר בכניסת החום ולמנוע מטמפרטורת המצע להיות גבוהה מדי או להימס מיקרו.
ללייזרי CW יש יתרון במחיר, והם יכולים לפצות על הפער ביעילות עם לייזרים פולסים על ידי שימוש בלייזרים בעלי הספק גבוה, אך ללייזרי CW בעלי הספק גבוה יש כניסת חום גדולה יותר ונזק מוגבר למצע.
לכן, ישנם הבדלים מהותיים בין השניים בתרחישי יישום. עם דיוק גבוה, יש צורך לשלוט בקפדנות על חימום המצע, ותרחישי היישום המחייבים את המצע להיות לא הרס, כמו תבניות, צריכים לבחור בלייזר דופק. עבור חלק ממבני פלדה גדולים, צינורות וכו', בשל הנפח הגדול ופיזור החום המהיר, הדרישות לפגיעה במצע אינן גבוהות, וניתן לבחור בלייזרי גלים רציפים.
CW Laser Welding VS Pulsed Laser Welding
ריתוך בלייזר היא להשתמש בפולסי לייזר בעלי אנרגיה גבוהה כדי לחמם את החומר באופן מקומי באזור קטן. אנרגיית קרינת הלייזר מתפזרת לתוך החומר באמצעות הולכת חום, והחומר נמס ליצירת בריכת מותכת ספציפית. ריתוך בלייזר הוא אחד ההיבטים החשובים ביישום טכנולוגיית עיבוד חומרי לייזר. מכונות ריתוך בלייזר מחולקות בעיקר לריתוך בלייזר בפולסים וריתוך בלייזר בגלים רציפים.
ריתוך לייזר מכוון בעיקר לריתוך של חומרים דקים וחלקים מדויקים, והוא יכול לממש ריתוך נקודתי, ריתוך קת, ריתוך תפרים, ריתוך איטום וכו', עם יחס רוחב-גובה גבוה, רוחב ריתוך קטן, אזור מושפע חום קטן, דפורמציה קטנה ומהירות ריתוך מהירה. תפר הריתוך שטוח ויפה, אין צורך או טיפול פשוט לאחר הריתוך, תפר הריתוך איכותי, ללא נקבוביות, ניתן לשליטה מדויקת, נקודת המיקוד קטנה, דיוק המיקום גבוה וקל לממש אוטומציה.
ריתוך לייזר דופק משמש בעיקר לריתוך נקודתי וריתוך תפרים של חומרי פח. תהליך הריתוך שלו שייך לסוג הולכת חום, כלומר קרינת לייזר מחממת את פני השטח של חומר העבודה, ומתפזרת לתוך החומר באמצעות הולכת חום כדי לשלוט על צורת הגל, הרוחב, הספק שיא ותדירות החזרה של דופק הלייזר ופרמטרים נוספים. , כדי ליצור חיבור טוב בין חלקי העבודה. היתרון הגדול ביותר של ריתוך לייזר דופק הוא שעליית הטמפרטורה הכוללת של חומר העבודה קטנה, טווח השפעת החום קטן, והעיוות של חומר העבודה קטן.
רוב ריתוך הלייזר בגל רציף הם לייזרים בעלי הספק גבוה עם הספק של יותר מ 500W. בדרך כלל, יש להשתמש בלייזרים כאלה עבור לוחות מעל 1mm. מנגנון הריתוך שלו הוא ריתוך חדירה עמוק המבוסס על אפקט חריר, עם יחס רוחב-גובה גדול, שיכול להגיע ליותר מ-5:1, מהירות ריתוך מהירה ועיוות תרמי קטן. יש לו מגוון רחב של יישומים במכונות, מכוניות, ספינות ותעשיות אחרות. ישנם גם כמה לייזרים CW בעלי הספק נמוך עם הספקים הנעים בין עשרות למאות וואט, הנמצאים בשימוש נרחב בתעשיות ריתוך פלסטיק והלחמת לייזר.
ריתוך לייזר גל מתמשך מתבצע בעיקר על ידי חימום רציף של פני השטח של חומר העבודה בלייזר סיבים או בלייזר מוליכים למחצה. מנגנון הריתוך שלו הוא ריתוך חדירה עמוק המבוסס על אפקט חריר, עם יחס רוחב-גובה גדול ומהירות ריתוך מהירה.
ריתוך לייזר דופק משמש בעיקר לריתוך נקודתי וריתוך תפרים של חומרי מתכת דקים בעובי של פחות מ- 1mm. תהליך הריתוך שייך לסוג הולכת חום, כלומר קרינת לייזר מחממת את פני השטח של חומר העבודה, ולאחר מכן מתפזרת לתוך החומר באמצעות הולכת חום. פרמטרים כגון צורת גל, רוחב, שיא הספק וקצב חזרות יוצרים חיבור טוב בין חלקי עבודה. יש לו מספר רב של יישומים במעטפות מוצר 3C, סוללות ליתיום, רכיבים אלקטרוניים, ריתוך תיקון תבניות ותעשיות אחרות.
היתרון הגדול ביותר של ריתוך לייזר דופק הוא שעליית הטמפרטורה הכוללת של חומר העבודה קטנה, טווח השפעת החום קטן, והעיוות של חומר העבודה קטן.
ריתוך בלייזר הוא ריתוך היתוך, המשתמש בקרן לייזר כמקור אנרגיה ומשפיע על מפרק הריתוך. ניתן להנחות את קרן הלייזר על ידי אלמנט אופטי שטוח, כגון מראה, ולאחר מכן להקרין על תפר הריתוך על ידי אלמנט מיקוד מחזיר אור או מראה. ריתוך בלייזר הוא ריתוך ללא מגע, אין צורך בלחץ במהלך הפעולה, אך נדרש גז אינרטי למניעת חמצון של הבריכה המותכת, ומדי פעם נעשה שימוש במתכת מילוי. ניתן לשלב ריתוך בלייזר עם ריתוך MIG ליצירת ריתוך MIG מורכב בלייזר להשגת ריתוך חדירה גדול, ותפוקת החום מופחתת מאוד בהשוואה לריתוך MIG.
