بهینه سازی میکرو جوشکاری لیزر فیبر: انتخاب بین لیزرهای تک حالته و چند حالته

دو نوع لیزر فیبر وجود دارد: یک حالت-و چند{1}}حالت. تفاوت آنها در کاربردهای جوشکاری میکرو باید هنگام انتخاب بهترین مورد استفاده در نظر گرفته شود.

لیزرهای فیبری تک حالته از فیبرهایی با قطر هسته حدود 9 میکرون برای تولید پرتوهای متمرکز به کوچکی 10 میکرون استفاده می کنند. این آنها را برای برنامه های برش لیزری ایده آل می کند. با این حال، برای جوشکاری، عرض باریک جوش ممکن است با اکثر تلورانس های مونتاژ تولید مطابقت نداشته باشد.

لیزرهای فیبر چند حالته با استفاده از فیبرهایی با قطر هسته 50 تا 300 میکرون، یک پرتو "بال تخت" با شدت کمتر و یکنواختی بیشتر تولید می کنند. این امر گسترش ناحیه ذوب را تسهیل می کند و برخلاف سایر انواع لیزرها، نیازهای جوشکاری میکرو لیزر را بهتر برآورده می کند.

این شکل خروجی لیزر از فیبر و مقطع شدت توان را در دو حالت نشان می‌دهد.

تراز لیزری را برای اتصالات جوش در نظر بگیرید. برای تراز کردن تیر با خط اتصال، به دلیل تحمل موقعیت انباشتگی و شکاف بین لبه‌های جوش، معمولاً به اندازه نقطه حداقل 200 میکرون نیاز است. با این حال، به دست آوردن چنین نقطه بزرگی با استفاده از لیزر فیبر تک حالته به فاصله کانونی 2-3 فوت نیاز دارد که برای سیستم های جوشکاری عملی نیست. علاوه بر این، قدرت مرکزی لیزر تک حالته به سمت لبه کاهش می‌یابد و در نتیجه انرژی متمرکز در یک منطقه کوچک است. شکاف در محل اتصال می تواند باعث مشکلات جوشکاری شود، مانند بریدگی یا قسمت های پر نشده. علاوه بر این، شدت لیزر بالا می تواند مواد اضافی را حذف کند.

پرتوهای لیزر فیبر چند حالته توزیع شدت یکنواختی را برای فرآیند جوشکاری پایدار ارائه می دهند. آنها کمتر تحت تأثیر شکاف‌های سطح جوش قرار می‌گیرند و مشخصات قوی‌تری دارند که می‌تواند مواد بیشتری را ذوب کند و به طور مؤثری هر شکاف لازم برای یک جوش موفق را پر کند.

مقطع جوش-لیزرهای تک حالته و چند حالته در فولاد ضد زنگ با ضخامت 0.06{4}}اینچ در زیر نشان داده شده است.

لیزر فیبر تک حالته مورد استفاده دارای قدرت 500 وات، سرعت 300 پیکسل در دقیقه و اندازه نقطه 30 میکرون بود. لیزر فیبر چند حالته مورد استفاده دارای قدرت 700 وات، سرعت 100 پیکسل در دقیقه و اندازه نقطه 150 میکرون بود. لیزر فیبر چند حالته دوم دارای قدرت 1 کیلووات، سرعت 80 پیکسل در دقیقه و اندازه نقطه 250 میکرون بود.

وقتی صحبت از آن می شودمیکرو جوش لیزری، انتخاب حالت لیزر فیبر مناسب برای دستیابی به کیفیت جوش بهینه و حفظ کارایی{0}}هزینه بسیار مهم است. انتخاب بین لیزرهای فیبر تک حالته و چند حالته اساساً به میزان تحمل مونتاژ تولید، پیکربندی اتصالات و ضخامت مواد بستگی دارد. برای کمک به تصمیم گیری آگاهانه برای کاربردهای صنعتی خود، تفاوت های کلیدی، پارامترهای فنی و داده های عملکرد تجربی هر دو نوع لیزر را در جدول مقایسه جامع زیر خلاصه کرده ایم:

لیزرهای فیبر تک حالته برای جوشکاری میکرو لیزر در موارد خاص مفید هستند. آنها را می توان برای جوشکاری با سرعت بالا و اتصالات محکم با قدرت لیزر کمتر استفاده کرد، در حالی که همچنان به عمق نفوذ مطلوبی دست یافتند. برای این منظور می توان از لیزرهای چند حالته نیز استفاده کرد.