脈衝雷射與連續雷射清潔和焊接
用於清潔和焊接的連續波雷射和脈衝雷射有什麼區別?讓我們對脈衝雷射和連續雷射在金屬接頭、除鏽、脫漆和塗層去除方面進行比較。
我們都知道雷射產生器的類型包括連續波雷射(又稱CW雷射)和脈衝雷射。顧名思義,連續波雷射輸出在時間上是連續的,雷射泵浦光源長時間連續提供能量產生雷射輸出,從而獲得連續波雷射。連續波雷射的輸出功率一般較低,適合需要連續波雷射工作的場合。脈衝雷射是指在一定的時間間隔內只工作一次。脈衝雷射輸出功率大,適用於雷射打標、切割、焊接、清潔、測距等。其實從工作原理上來說,它們都屬於脈衝類型,只不過連續波雷射輸出的雷射脈衝頻率比較高,人眼無法辨識。
STYLECNC 將解釋這兩種雷射之間的差異:
脈衝雷射 VS 連續雷射
定義及原理
1.如果在雷射器中加入調變器,產生週期性損耗,就可以從這麼多脈衝中選出一部分輸出,稱為脈衝雷射。簡單來說,脈衝雷射發出的雷射是一束一束的。它是同時發出的波(無線電波/光波等)等機械形式。
2. 在連續雷射中,光線通常在腔內往返一次輸出。由於腔長一般在毫米至米範圍內,每秒可輸出多次,稱為連續波雷射。簡單地說,連續波雷射連續發射。雷射泵浦光源持續提供能量,長時間產生雷射輸出,從而獲得連續波雷射。
特色
1.透過工作物質的激發和相應的雷射輸出,CW雷射可以長時間持續處於連續模式。 。
2.脈衝雷射輸出功率大;適用於雷射打標、切割、測距等,優點是工件整體溫升小,熱影響範圍小,工件變形小。
特點
1.連續波雷射具有穩定的工作狀態,即穩態。連續雷射器中各能階的粒子數和腔內輻射場具有穩定的分佈。
2.脈衝雷射是指單路雷射脈衝寬度小於0.25秒,且每隔一定時間間隔只工作一次的雷射。
工作方法
1.脈衝雷射的工作方式是指雷射的輸出是不連續的,每隔一定的時間間隔只工作一次的方式。
2.連續波雷射的工作方式是指雷射輸出是連續的,打開雷射後輸出不會中斷。
輸出功率
1.脈衝雷射輸出功率大。
2.連續波雷射的輸出功率普遍較低。
峰值功率
1.連續雷射一般只能達到自身功率的大小。
2.脈衝雷射可以達到自身功率的許多倍。脈衝寬度越短,熱效應越小,在精細加工中多採用脈衝雷射。
耗材及維護
1.脈衝雷射產生器:需經常維護,耗材稍後備齊。
2.連續波雷射產生器:幾乎免維護,後期無需任何耗材。
連續雷射清洗 VS 脈衝雷射清洗
雷射清洗 是一種新興的材料表面清洗技術,可以取代傳統的酸洗、噴砂和高壓水槍清洗。雷射清洗機採用手提式清洗頭和光纖雷射器,傳輸靈活,可控性好,適用材料廣,效率高,效果好。
雷射清洗的本質是利用雷射能量密度高的特點,在不傷害基材的情況下,破壞基材表面附著的污染物。根據被清洗基材和污染物的光學特性分析,雷射清洗機制可分為2類:一類是利用污染物和基材對某一波長的雷射能量的吸收率的差異,使雷射能量被充分吸收。污染物被吸收,使污染物受熱膨脹或氣化。另一類是基材和污染物對雷射的吸收率差異不大。採用高頻、高功率的脈衝雷射衝擊物體表面,衝擊波使污染物爆裂並與基材表面分離。
在雷射清洗領域,光纖雷射器憑藉著更高的可靠性、穩定性和靈活性,成為了雷射清洗光源的最佳選擇。作為光纖雷射的兩大主要組成部分,連續光纖雷射和脈衝光纖雷射分別在宏觀材料加工和精密材料加工中佔據主導地位。
去除金屬表面的鏽跡、油漆、油污和氧化層是目前雷射清洗應用最廣泛的領域。浮銹去除需要最低的雷射功率密度,可以透過使用超高能量脈衝雷射甚至光束品質較差的連續波雷射來實現。除了緻密的氧化層外,一般需要使用功率密度較高、近單模脈衝能量約1.5mJ的MOPA雷射。對於其他污染物,應根據其光吸收特性和易於清潔的程度選擇合適的光源。 STYLECNC的系列脈衝和連續波雷射清洗機分別適合超大能量粗光斑和高能量細光斑的應用。
在相同功率條件下,脈衝雷射的清洗效率遠高於連續波雷射。同時,脈衝雷射可以更好地控制熱量輸入,防止基板溫度過高或微熔化。
連續雷射在價格上有優勢,並且可以透過使用高功率雷射來彌補與脈衝雷射在效率上的差距,但高功率連續雷射的熱輸入更大,對基板的損傷也更大。
因此,兩者在應用場景上有著本質上的差異。精度較高,需要嚴格控制基材的加熱,且要求基材無損的應用場景,如模具,應選擇脈衝雷射。對於一些大型鋼結構、管道等,由於體積大,散熱快,對基體的損傷要求不高,可以選擇連續波雷射。
連續雷射焊接 VS 脈衝雷射焊接
雷射焊接 就是利用高能量雷射脈衝對小區域內的材料進行局部加熱。雷射輻射的能量透過熱傳導擴散到材料內部,材料被熔化形成特定的熔池。雷射焊接是雷射材料加工技術應用的重要面向之一。雷射焊接機主要分為脈衝雷射焊接和連續波雷射焊接。
雷射焊接主要針對薄壁材料及精密零件的焊接,可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等,具有長徑比高、焊縫寬度小、熱影響區小、變形小,焊接速度快。焊接處平整美觀,焊接後無需或簡單處理,焊接品質高,無氣孔,可精確控制,聚焦光斑小,定位精度高,易於自動化。
脈衝雷射焊接主要用於鈑金材料的點焊和縫焊。其焊接製程屬於熱傳導型,即雷射輻射加熱工件表面,並透過熱傳導擴散到材料中,從而控制雷射脈衝的波形、寬度、峰值功率和重複頻率等參數。 ,使工件之間形成良好的連結。脈衝雷射焊接的最大優點是工件整體溫升小,熱影響範圍小,工件變形小。
連續波雷射焊接多採用高功率雷射器,功率大於 500W。一般來說,這種雷射應該用於 1mm。其焊接機制為基於針孔效應的深熔焊接,深寬比大,可達5:1以上,焊接速度快,熱變形小。在機械、汽車、船舶等產業有著廣泛的應用。還有一些小功率的連續雷射器,功率從幾十瓦到幾百瓦不等,廣泛應用於塑膠焊接、雷射釬焊行業。
連續波雷射焊接主要是利用光纖雷射或半導體雷射對工件表面進行連續加熱來進行。其焊接機制為基於針孔效應的深熔焊,長徑比大,焊接速度快。
脈衝雷射焊接主要用於厚度小於 1mm。焊接過程屬於熱傳導型,即雷射輻射加熱工件表面,然後透過熱傳導擴散到材料內部。波形、寬度、峰值功率、重複率等參數使得工件之間實現良好的連接。在3C產品外殼、鋰電池、電子元件、模具修復焊接等產業有著大量的應用。
脈衝雷射焊接的最大優點是工件整體溫升小,熱影響範圍小,工件變形小。
雷射焊是一種熔化焊,它利用雷射光束作為能量源,衝擊銲接件的接頭。雷射光束可以由平面光學元件(例如鏡子)引導,然後由反射聚焦元件或鏡子投射到焊接上。雷射焊接是非接觸焊接,操作時不需要壓力,但需要惰性氣體以防止熔池氧化,偶爾也會使用填充金屬。雷射焊可與MIG焊結合形成雷射MIG複合焊,實現大熔深焊接,且熱輸入較MIG焊大幅降低。