Kaynak, iki veya daha fazla metalin ısı uygulanarak birleştirilmesi işlemidir. Kaynak genellikle, ana metalin erime noktasına kadar ısıtılmasını ve birleşim yerleri arasındaki boşlukları doldurarak güçlü bir bağlantı oluşturmasını içerir. Lazer kaynağı, ısı kaynağı olarak lazer kullanan bir bağlantı yöntemidir.
Kare kasalı güç bataryasını örnek olarak ele alalım: Batarya çekirdeği, birden fazla parça üzerinden lazerle birleştirilir. Tüm lazer kaynak işlemi boyunca, malzeme bağlantı mukavemeti, üretim verimliliği ve kusur oranı, sektörün en çok önem verdiği üç konudur. Malzeme bağlantı mukavemeti, metalografik penetrasyon derinliği ve genişliği (lazer ışık kaynağıyla yakından ilişkili) ile yansıtılabilir; üretim verimliliği esas olarak lazer ışık kaynağının işleme kapasitesiyle ilgilidir; kusur oranı ise esas olarak lazer ışık kaynağının seçimiyle ilgilidir; bu nedenle, bu makalede piyasada yaygın olarak bulunan birkaç lazer ışık kaynağının basit bir karşılaştırması yapılarak, diğer süreç geliştiricilerine yardımcı olunması umulmaktadır.
Çünkülazer kaynağıEsasen ışığı ısıya dönüştürme işlemidir ve bu süreçte yer alan birkaç önemli parametre şunlardır: ışın kalitesi (BBP, M2, sapma açısı), enerji yoğunluğu, çekirdek çapı, enerji dağılım şekli, uyarlanabilir kaynak başlığı, işleme pencereleri ve işlenebilir malzemeler. Bu parametreler, lazer ışık kaynaklarını bu yönlerden analiz etmek ve karşılaştırmak için kullanılır.
Tek Modlu ve Çok Modlu Lazer Karşılaştırması
Tek modlu çok modlu tanım:
Tek mod, iki boyutlu bir düzlemde lazer enerjisinin tek bir dağılım modelini ifade ederken, çok modlu ise birden fazla dağılım modelinin süperpozisyonuyla oluşan uzamsal enerji dağılım modelini ifade eder. Genellikle, fiber lazer çıkışının tek modlu mu yoksa çok modlu mu olduğunu belirlemek için ışın kalitesi M2 faktörünün büyüklüğü kullanılabilir: M2 1,3'ten küçükse saf tek modlu bir lazerdir, M2 1,3 ile 2,0 arasındaysa yarı tek modlu (az modlu) bir lazerdir ve M2 2,0'den büyükse çok modlu lazerdir.
Çünkülazer kaynağıEsasen ışığı ısıya dönüştürme işlemidir ve bu süreçte yer alan birkaç önemli parametre şunlardır: ışın kalitesi (BBP, M2, sapma açısı), enerji yoğunluğu, çekirdek çapı, enerji dağılım şekli, uyarlanabilir kaynak başlığı, işleme pencereleri ve işlenebilir malzemeler. Bu parametreler, lazer ışık kaynaklarını bu yönlerden analiz etmek ve karşılaştırmak için kullanılır.
Tek Modlu ve Çok Modlu Lazer Karşılaştırması
Tek modlu çok modlu tanım:
Tek mod, iki boyutlu bir düzlemde lazer enerjisinin tek bir dağılım modelini ifade ederken, çok modlu ise birden fazla dağılım modelinin süperpozisyonuyla oluşan uzamsal enerji dağılım modelini ifade eder. Genellikle, fiber lazer çıkışının tek modlu mu yoksa çok modlu mu olduğunu belirlemek için ışın kalitesi M2 faktörünün büyüklüğü kullanılabilir: M2 1,3'ten küçükse saf tek modlu bir lazerdir, M2 1,3 ile 2,0 arasındaysa yarı tek modlu (az modlu) bir lazerdir ve M2 2,0'den büyükse çok modlu lazerdir.
Şekilde gösterildiği gibi: Şekil b, tek bir temel modun enerji dağılımını göstermektedir ve çemberin merkezinden geçen herhangi bir yöndeki enerji dağılımı bir Gauss eğrisi biçimindedir. Şekil a, birden fazla tek lazer modunun süperpozisyonuyla oluşan uzamsal enerji dağılımı olan çok modlu enerji dağılımını göstermektedir. Çok modlu süperpozisyonun sonucu düz tepeli bir eğridir.
Yaygın tek modlu lazerler: IPG YLR-2000-SM, SM, Tek Mod'un kısaltmasıdır. Hesaplamalarda odak noktası boyutunu hesaplamak için 150-250 aralığında kolimatörlü odak kullanılmıştır, enerji yoğunluğu 2000 W'tır ve karşılaştırma için odak enerji yoğunluğu kullanılmıştır.
Tek modlu ve çok modlu karşılaştırmasılazer kaynağıetkiler
Tek modlu lazer: küçük çekirdek çapı, yüksek enerji yoğunluğu, güçlü nüfuz kabiliyeti, küçük ısıdan etkilenen bölge, keskin bir bıçağa benzer, özellikle ince levhaların kaynaklanması ve yüksek hızlı kaynak için uygundur ve galvanometrelerle birlikte küçük parçaları ve yüksek yansıtıcı parçaları (aşırı yansıtıcı parçalar, bağlantı parçaları vb.) işlemek için kullanılabilir. Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, tek modlu lazer daha küçük bir anahtar deliğine ve sınırlı miktarda iç yüksek basınçlı metal buharına sahiptir, bu nedenle genellikle iç gözenekler gibi kusurları yoktur. Düşük hızlarda, koruyucu hava üfleme olmadan görünüm pürüzlüdür. Yüksek hızlarda koruma eklenir. Gaz işleme kalitesi iyidir, verimlilik yüksektir, kaynaklar düzgün ve pürüzsüzdür ve verim oranı yüksektir. Katmanlı kaynak ve penetrasyon kaynağı için uygundur.
Çok modlu lazer: Geniş çekirdek çapı, tek modlu lazere göre biraz daha düşük enerji yoğunluğu, küt bıçak, daha büyük anahtar deliği, daha kalın metal yapı, daha küçük derinlik-genişlik oranı ve aynı güçte, tek modlu lazere göre %30 daha düşük penetrasyon derinliği sayesinde, alın kaynak işlemleri ve geniş montaj boşluklarına sahip kalın levha işleme için uygundur.
Kompozit Halka Lazer Kontrastı
Hibrit kaynak: 915 nm dalga boyuna sahip yarı iletken lazer ışını ve 1070 nm dalga boyuna sahip fiber lazer ışını aynı kaynak başlığında birleştirilir. İki lazer ışını eş eksenli olarak dağıtılır ve iki lazer ışınının odak düzlemleri esnek bir şekilde ayarlanabilir, böylece ürün hem yarı iletken hem de fiber lazer özelliklerine sahip olur.lazer kaynağıKaynak işleminden sonra elde edilen yetenekler. Etki parlak ve fiber derinliğine sahip.lazer kaynağı.
Yarı iletkenlerde genellikle 400 µm'den büyük geniş bir ışık noktası kullanılır; bu nokta esas olarak malzemenin ön ısıtılmasından, malzemenin yüzeyinin eritilmesinden ve malzemenin fiber lazeri emme oranının artırılmasından sorumludur (malzemenin lazeri emme oranı sıcaklık arttıkça artar).
Halka lazer: İki fiber lazer modülü lazer ışığı yayar ve bu ışık, kompozit bir optik fiber (silindirik optik fiber içindeki halka optik fiber) aracılığıyla malzeme yüzeyine iletilir.
Halka şeklinde noktaya sahip iki lazer ışını: dış halka, kaynak deliği açıklığını genişletmek ve malzemeyi eritmekten sorumluyken, iç halka lazeri ise nüfuz derinliğinden sorumludur ve ultra düşük sıçramalı kaynak imkanı sağlar. İç ve dış halka lazer güç çekirdek çapları serbestçe eşleştirilebilir ve çekirdek çapı da serbestçe ayarlanabilir. Bu sayede işlem aralığı, tek bir lazer ışınına göre daha esnektir.
Kompozit dairesel kaynak etkilerinin karşılaştırılması
Hibrit kaynak, yarı iletken termal iletkenlik kaynağı ve fiber optik derin nüfuz kaynağının birleşimi olduğundan, dış halka nüfuzu daha sığdır, metalografik yapı daha keskin ve incedir; aynı zamanda, görünüm termal iletkenlik özelliğine sahiptir, erimiş havuzda küçük dalgalanmalar, geniş bir aralık vardır ve erimiş havuz daha kararlıdır, bu da daha pürüzsüz bir görünüme yansır.
Halka lazer, derin penetrasyon kaynağı ve derin penetrasyon kaynağının bir kombinasyonu olduğundan, dış halka da penetrasyon derinliği üretebilir ve bu da anahtar deliği açıklığını etkili bir şekilde genişletebilir. Aynı güçte daha büyük penetrasyon derinliği ve daha kalın metalografi elde edilir, ancak aynı zamanda erimiş havuzun stabilitesi biraz daha azdır. Optik fiber yarı iletkenin dalgalanması kompozit kaynağa göre biraz daha büyüktür ve pürüzlülük nispeten daha fazladır.
Yayın tarihi: 20 Ekim 2023
