Τα παλμικά λέιζερ και τα συνεχή λέιζερ διαφέρουν σημαντικά ως προς τη λειτουργία εξόδου ενέργειας και τα χαρακτηριστικά θερμικής επίδρασης, οδηγώντας σε διαφορετικά σενάρια εφαρμογής. Τα βασικά χαρακτηριστικά και οι τυπικές εφαρμογές εξηγούνται ως εξής:1. Σενάρια Εφαρμογής Παλμικών Λέιζερ
Βασικά Χαρακτηριστικά
Τυπικές Εφαρμογές
Ηλεκτρονική συγκόλληση εξαρτημάτων ακριβείας
Κατάλληλο για αισθητήρες, μικρο-κινητήρες, γλωττίδες μπαταρίας λιθίου και συσκευασία τσιπ. Για παράδειγμα, κατά τη συγκόλληση μεταλλικών στηριγμάτων μονάδων κάμερας smartphone, η ενέργεια παλμού μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια (π.χ. 0,1–10 J/παλμό) για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση και η ζημιά στα εξαρτήματα, που απαιτούν συγκολλήσεις με διάμετρο<0.2mm and no deformation.
Συγκόλληση λεπτού υλικού και ανόμοιων μετάλλων
Χρησιμοποιείται κυρίως για υλικά με πάχος μικρότερο ή ίσο με 2 mm (π.χ. φύλλα από ανοξείδωτο χάλυβα 0,1–1 mm, φύλλα χαλκού) και ανόμοιους συνδυασμούς μετάλλων (π.χ. χαλκός-αλουμίνιο, τιτάνιο-χάλυβας) όπως πηνία συγκόλλησης σε οχήματα νέας ενέργειας. Η ρυθμιζόμενη ενέργεια παλμού μειώνει τις ρωγμές που προκαλούνται από διαφορές στους συντελεστές θερμικής διαστολής μεταξύ των υλικών.
Επεξεργασία κοσμήματος και χειροτεχνίας
Χρησιμοποιείται συνήθως για συγκόλληση με σημείο και συγκόλληση με ραφές πολύτιμων μετάλλων όπως ο χρυσός και η πλατίνα. Οι σύνδεσμοι συγκόλλησης είναι ομαλοί χωρίς γρέζια, εξαλείφοντας την ανάγκη λείανσης μετά-και είναι κατάλληλοι για πολύπλοκα σχήματα (π.χ. λεπτές αλυσίδες, ένθετα).
Μικροεπεξεργασία και Επεξεργασία Επιφανειών
Ισχύει για κοπή κυκλώματος λεπτής-μεμβράνης, σήμανση μεταλλικής επιφάνειας (χάραξη) και αφαίρεση επίστρωσης. Η επεξεργασία χωρίς επαφή με-επαφή επιτυγχάνει ακρίβεια σε επίπεδο μικρών- (π.χ. ημιαγωγική κοπή σε κύβους).
2. Σενάρια Εφαρμογής Συνεχών Laser
Βασικά Χαρακτηριστικά
Τυπικές Εφαρμογές
Αυτοκινητοβιομηχανία και Βιομηχανική Μαζική Παραγωγή
Κατάλληλο για συγκόλληση πλαισίων αμαξώματος (π.χ. πόρτες, πάνελ δαπέδου), εξαρτήματα πλαισίου και σωλήνες εξάτμισης. Για ανθρακούχο χάλυβα/ανοξείδωτο χάλυβα 3–10 mm ή κράματα αλουμινίου 2–5 mm, οι ταχύτητες συγκόλλησης μπορούν να φτάσουν το 1–5 m/min, συχνά σε συνδυασμό με ρομπότ για αυτοματοποιημένες γραμμές συναρμολόγησης.
Συγκόλληση παχιάς πλάκας και βαθιάς διείσδυσης
Δυνατότητα επεξεργασίας χαλύβδινων πλακών 10–50 mm και φύλλων από κράμα αλουμινίου (π.χ. καταστρώματα πλοίων, δοχεία πίεσης), με βάση το «φαινόμενο της κλειδαρότρυπας» όπου το βάθος διείσδυσης συσχετίζεται με την ισχύ (π.χ. ένα λέιζερ 6000 W μπορεί να συγκολλήσει ανθρακούχο χάλυβα 15 mm). Για παράδειγμα, η συγκόλληση χάλυβα υψηλής{{9} αντοχής σε βραχίονες μηχανημάτων κατασκευής απαιτεί αντοχή συγκόλλησης μεγαλύτερη από ή ίση με το 80% του υλικού βάσης.
Συγκόλληση υλικού υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και υψηλής ανακλαστικότητας
Απευθύνεται σε υλικά όπως ο καθαρός χαλκός και το καθαρό αλουμίνιο (που απαιτούν υψηλή ισχύ για να ξεπεραστεί η απώλεια επιφανειακής ανάκλασης), κατάλληλα για τη συγκόλληση αρμών καλωδίων χαλκού και σωλήνων καλοριφέρ αλουμινίου. Η συνεχής ενέργεια διασπά την ανάκλαση του υλικού για να σχηματίσει μια σταθερή λιωμένη λίμνη.
Υβριδικές Συγκολλήσεις και Ειδικές Διεργασίες
Μπορεί να συνδυαστεί με συγκόλληση τόξου (π.χ., υβριδική συγκόλληση με λέιζερ+MIG/TIG) για τη βελτίωση της απόδοσης συγκόλλησης πάχους-πλάκας (π.χ. συγκόλληση μονής-συγκόλλησης κραμάτων αλουμινίου 20 mm). Υποστηρίζει επίσης τρισδιάστατη στερεοκόλληση με 5-εργαλειομηχανές αξόνων (π.χ. σύνθετες καμπύλες επιφάνειες λεπίδων αεροκινητήρων).
3. Βασικές διαφορές και βασικά σημεία επιλογής
Χαρακτηριστικά ισχύος: Τα παλμικά λέιζερ έχουν συνήθως μέση ισχύ 100–2000 W, ενώ τα συνεχή λέιζερ προσφέρουν σταθερή ισχύ από 1000 W έως 100 kW.
Βάθος και Ταχύτητα διείσδυσης: Τα παλμικά λέιζερ έχουν συνήθως βάθος διείσδυσης<1mm and a welding speed of 0.1–1m/min; continuous lasers can achieve a penetration depth of ≥50mm and a speed of 1–10m/min.
Εστίαση εφαρμογής: Τα παλμικά λέιζερ υπερέχουν σε σενάρια υψηλής-ακρίβειας, λεπτού-υλικού ή ευαίσθητης στη θερμότητα-. Τα συνεχή λέιζερ δίνουν προτεραιότητα στην απόδοση, στη συγκόλληση πλακών μεσαίου έως-και σε υψηλή-ισχύ.
4. Εκτεταμένα Ειδικά Σενάρια
Παλμικά λέιζερ ινών: Συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των λέιζερ παλμικής και ίνας, κατάλληλα για συγκόλληση ακριβείας υψηλής-ταχύτητας προϊόντων 3C (π.χ. περιβλήματα smartphone).
Ρυθμιζόμενα λέιζερ πλάτους παλμού: Ρυθμίζοντας το πλάτος του παλμού (π.χ. 1–20 ms), εξισορροπούν τη συγκόλληση λεπτής-πλάκας με μεσαίες ανάγκες διείσδυσης (π.χ. κράματα αλουμινίου 5 mm).
Συνεχή λέιζερ CO₂: Με μήκος κύματος 10,6μm, χρησιμοποιήθηκαν κάποτε για μη μεταλλικά υλικά (π.χ. πλαστικά), αλλά σταδιακά αντικαθίστανται από λέιζερ ινών στην επεξεργασία μετάλλων.