CW լազերային և QCW լազերային եռակցման մեջ

Էներգիայի բաշխման բնութագրերը

CW լազերների ուշագրավ հատկանիշը նրանց Գաուսյան էներգիայի բաշխումն է, որտեղ լազերային ճառագայթի խաչմերուկի էներգիայի բաշխումը կենտրոնից դեպի դուրս նվազում է գաուսյան (նորմալ բաշխման) օրինաչափությամբ: Բաշխման այս հատկանիշը թույլ է տալիս CW լազերներին հասնել կենտրոնացման չափազանց բարձր ճշգրտության և մշակման արդյունավետության, հատկապես այն ծրագրերում, որոնք պահանջում են կենտրոնացված էներգիայի տեղակայում:

CW լազերային էներգիայի բաշխման դիագրամ

Շարունակական ալիքի (CW) լազերային եռակցման առավելությունները

Միկրոկառուցվածքային հեռանկար

Մետաղների միկրոկառուցվածքի ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս շարունակական ալիքի (CW) լազերային եռակցման հստակ առավելությունները Quasi-Continuous Wave (QCW) իմպուլսային եռակցման նկատմամբ: QCW իմպուլսային եռակցումը, որը սահմանափակվում է իր հաճախականության սահմանաչափով, սովորաբար մոտ 500 Հց, բախվում է համընկնման արագության և ներթափանցման խորության միջև փոխզիջմանը: Ցածր համընկնման արագությունը հանգեցնում է անբավարար խորության, մինչդեռ բարձր համընկնման արագությունը սահմանափակում է եռակցման արագությունը՝ նվազեցնելով արդյունավետությունը: Ի հակադրություն, CW լազերային եռակցումը, համապատասխան լազերային միջուկի տրամագծերի և եռակցման գլուխների ընտրության միջոցով, հասնում է արդյունավետ և շարունակական եռակցման: Այս մեթոդը հատկապես հուսալի է այն ծրագրերում, որոնք պահանջում են կնիքի բարձր ամբողջականություն:

Ջերմային ազդեցության նկատառում

Ջերմային ազդեցության տեսանկյունից QCW իմպուլսային լազերային եռակցումը տառապում է համընկնման խնդրից, ինչը հանգեցնում է եռակցման կարի կրկնակի տաքացման: Սա կարող է անհամապատասխանություններ առաջացնել մետաղի միկրոկառուցվածքի և հիմնական նյութի միջև, ներառյալ տեղահանման չափերի և հովացման արագության տատանումները՝ դրանով իսկ մեծացնելով ճաքերի վտանգը: Մյուս կողմից, CW լազերային եռակցումը խուսափում է այս խնդրից՝ ապահովելով ավելի միասնական և շարունակական ջեռուցման գործընթաց:

Կարգավորման հեշտություն

Գործողության և ճշգրտման առումով QCW լազերային եռակցումը պահանջում է մի քանի պարամետրերի մանրակրկիտ կարգավորում, ներառյալ իմպուլսի կրկնության հաճախականությունը, առավելագույն հզորությունը, իմպուլսի լայնությունը, աշխատանքային ցիկլը և այլն: CW լազերային եռակցումը հեշտացնում է ճշգրտման գործընթացը՝ կենտրոնանալով հիմնականում ալիքի ձևի, արագության, հզորության և ապակենտրոնացման քանակի վրա՝ զգալիորեն թեթեւացնելով գործառնական դժվարությունը:

Տեխնոլոգիական առաջընթացը CW լազերային եռակցման ոլորտում

Թեև QCW լազերային եռակցումը հայտնի է իր բարձր գագաթնակետային հզորությամբ և ցածր ջերմային ներթափանցմամբ, որը օգտակար է ջերմության նկատմամբ զգայուն բաղադրիչների և չափազանց բարակ պատերով նյութերի եռակցման համար, CW լազերային եռակցման տեխնոլոգիայի առաջընթացը, հատկապես բարձր հզորության կիրառման համար (սովորաբար 500 վտ-ից բարձր) և խորը ներթափանցման եռակցումը, որը հիմնված է առանցքային անցքի ազդեցության վրա, զգալիորեն ընդլայնել է դրա կիրառման շրջանակը և արդյունավետությունը: Լազերի այս տեսակը հատկապես հարմար է 1 մմ-ից ավելի հաստությամբ նյութերի համար՝ հասնելով բարձր հարաբերակցության (ավելի քան 8:1), չնայած ջերմության համեմատաբար բարձր ներածմանը:

Քվազի-շարունակական ալիքի (QCW) լազերային եռակցում

Կենտրոնացված էներգիայի բաշխում

QCW, որը նշանակում է «Քվազի-շարունակական ալիք», ներկայացնում է լազերային տեխնոլոգիա, որտեղ լազերը լույս է արձակում ընդհատված ձևով, ինչպես պատկերված է նկար ա-ում: Ի տարբերություն մեկ ռեժիմով շարունակական լազերների էներգիայի միասնական բաշխման, QCW լազերները ավելի խիտ են կենտրոնացնում իրենց էներգիան: Այս հատկանիշը QCW լազերներին տալիս է էներգիայի բարձր խտություն՝ վերածելով ավելի ուժեղ ներթափանցման կարողությունների: Արդյունքում ստացված մետալուրգիական էֆեկտը նման է «եղունգների» ձևին՝ խորության և լայնության զգալի հարաբերակցությամբ, ինչը թույլ է տալիս QCW լազերներին գերազանցել բարձր անդրադարձնող համաձուլվածքների, ջերմության նկատմամբ զգայուն նյութերի և ճշգրիտ միկրոեռակցման կիրառություններում:

Ընդլայնված կայունություն և կրճատված փականների միջամտություն

QCW լազերային եռակցման ընդգծված առավելություններից մեկը մետաղի փետուրի ազդեցությունը նյութի կլանման արագության վրա մեղմելու ունակությունն է, ինչը հանգեցնում է ավելի կայուն գործընթացի: Լազեր-նյութ փոխազդեցության ժամանակ ինտենսիվ գոլորշիացումը կարող է ստեղծել մետաղի գոլորշիների և պլազմայի խառնուրդ՝ հալված ավազանի վերևում, որը սովորաբար կոչվում է մետաղական թմբուկ: Այս փետուրը կարող է պաշտպանել նյութի մակերեսը լազերային ազդեցությունից՝ առաջացնելով անկայուն էներգիայի մատակարարում և այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են ցողումը, պայթյունի կետերը և փոսերը: Այնուամենայնիվ, QCW լազերների ընդհատվող արտանետումը (օրինակ՝ 5 մս պայթում, որին հաջորդում է 10 մս դադար) ապահովում է, որ յուրաքանչյուր լազերային իմպուլսը հասնում է նյութի մակերեսին, որը չի ազդում մետաղական փետուրից, ինչը հանգեցնում է նկատելի կայուն եռակցման գործընթացի, հատկապես ձեռնտու է բարակ թերթերով եռակցման համար:

Stable Melt Pool Dynamics

Եռակցման որակը որոշելու համար վճռորոշ նշանակություն ունեն հալման ավազանի դինամիկան, հատկապես բանալու անցքի վրա ազդող ուժերի առումով: Շարունակական լազերները, իրենց երկարատև ազդեցության և ջերմության ազդեցության տակ գտնվող ավելի մեծ գոտիների պատճառով, հակված են ստեղծելու ավելի մեծ հալման ավազաններ՝ լցված հեղուկ մետաղով: Սա կարող է հանգեցնել խոշոր հալոցքային ջրավազանների հետ կապված թերությունների, ինչպիսիք են բանալու անցքի փլուզումը: Ի հակադրություն, QCW լազերային եռակցման կենտրոնացված էներգիան և ավելի կարճ փոխազդեցության ժամանակը կենտրոնացնում են հալման ավազանը բանալու անցքի շուրջ, ինչը հանգեցնում է ուժի ավելի միասնական բաշխման և ծակոտկենության, ճաքերի և ցրման ավելի ցածր հաճախականության: