सतत लेज़र (CW) और अर्ध सतत लेज़र (QCW) के बीच क्या अंतर हैं?

सतत तरंग (सीडब्ल्यू) लेजर और अर्ध-निरंतर तरंग (क्यूसीडब्ल्यू) लेजर दो प्रकार के लेजर हैं जिनका उपयोग आमतौर पर विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है। सीडब्ल्यू लेजर प्रकाश की निरंतर किरण उत्सर्जित करते हैं, जबकि क्यूसीडब्ल्यू लेजर छोटी दालों की एक श्रृंखला उत्सर्जित करते हैं। इन दोनों प्रकार के लेज़रों के बीच कुछ अंतर यहां दिए गए हैं:

CW और QCW के बीच अंतर

सीडब्ल्यू लेजर: सीडब्ल्यू "कंटीन्यूअस वेव" का संक्षिप्त रूप है, जिसका अर्थ है निरंतर तरंग लेजर। यह निरंतर उत्तेजना ऊर्जा के माध्यम से लेजर आउटपुट प्राप्त करता है, जिसका अर्थ है कि लेजर तब तक चालू रहता है जब तक यह बंद न हो जाए। सीडब्ल्यू लेजर में आमतौर पर कम शिखर शक्ति और उच्च औसत शक्ति होती है।

जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, सतत लेज़र एक ऐसे लेज़र को संदर्भित करता है जो लगातार और लगातार प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है, जिसे सामूहिक रूप से निरंतर लेज़र के रूप में जाना जाता है। आम तौर पर, सामान्य धातु काटने और तांबा एल्यूमीनियम वेल्डिंग निरंतर लेजर होते हैं, जो सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। निरंतर लेजर प्रक्रिया डिबगिंग के मुख्य मापदंडों में शामिल हैं: पावर वेवफॉर्म, डीफोकसिंग मात्रा, कोर व्यास स्पॉट और गति;

जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, एकल-मोड निरंतर लेजर के गाऊसी ऊर्जा वितरण का योजनाबद्ध आरेख लेजर बीम के क्रॉस सेक्शन के ऊर्जा वितरण को दर्शाता है। मध्य ऊर्जा उच्चतम है, और परिधि बारी-बारी से घटती है, जो गाऊसी वितरण (सामान्य वितरण) दिखाती है।

QCW "अर्ध सतत तरंग" का संक्षिप्त रूप है, जिसका अर्थ अर्ध सतत तरंग लेजर है। जैसा कि स्पंदित लेजर के चित्र ए में दिखाया गया है, लेजर आमतौर पर रुक-रुक कर प्रकाश उत्सर्जन की एक प्रक्रिया है; चित्र बी लेजर ऊर्जा वितरण को दर्शाता है। एकल मोड निरंतर लेज़रों की तुलना में, QCW का ऊर्जा वितरण अधिक केंद्रित है, जिसका अर्थ है कि QCW में निरंतर लेज़रों की तुलना में अधिक ऊर्जा घनत्व (मजबूत प्रवेश क्षमता) है। यह मेटलोग्राफिक पहलू में परिलक्षित होता है, जिसका अर्थ है कि QCW में अधिक प्रवेश क्षमता है। उत्पादित मेटलोग्राफिक पहलू एक कील के समान होता है, जिसका पहलू अनुपात अधिक होता है। QCW की चरम लेजर शक्ति और उच्च ऊर्जा घनत्व इसे उच्च प्रतिरोध मिश्र धातुओं, थर्मल संवेदनशील सामग्रियों के लिए उपयुक्त बनाता है। माइक्रो कनेक्टिविटी में बड़े फायदे हैं; चित्र c विभिन्न आवृत्तियों के साथ स्पंदित लेजर के वेल्डिंग योजनाबद्ध आरेख को दर्शाता है। यह देखा जा सकता है कि पल्स वेल्डिंग लगभग बिना किसी छींटे के अपेक्षाकृत स्थिर है [1]।

क्यूसीडब्ल्यू लेजर मुख्य रूप से क्यू-स्विचिंग नामक तकनीक का उपयोग करते हैं, जो उच्च-ऊर्जा लघु पल्स प्राप्त करने के लिए एक प्रभावी तरीका है। यह उत्सर्जन के लिए सामान्य आउटपुट निरंतर लेजर को बेहद संकीर्ण पल्स में संपीड़ित करता है, जिससे प्रकाश स्रोत की चरम शक्ति परिमाण के कई आदेशों तक बढ़ जाती है। क्यू-स्विचिंग के दौरान, लाभ माध्यम पर्याप्त ऊर्जा संग्रहीत करने से पहले, संपूर्ण लेजर अनुनादक एक उच्च गुहा हानि बनाए रखता है। इस समय, लेज़र लेज़र दोलन उत्पन्न नहीं कर सकता क्योंकि थ्रेशोल्ड बहुत अधिक है, जिससे ऊपरी स्तर के कण संख्या की संख्या बड़ी मात्रा में जमा हो सकती है। जब संचय संतृप्ति मूल्य तक पहुंचता है, तो गुहा हानि तेजी से बहुत कम मूल्य तक कम हो जाती है, इसलिए ऊपरी स्तर के कणों द्वारा संग्रहीत अधिकांश ऊर्जा थोड़े समय में लेजर ऊर्जा में परिवर्तित हो जाएगी, आउटपुट अंत में एक मजबूत लेजर पल्स आउटपुट उत्पन्न करें .

उदाहरण के लिए, एक गोल ड्रम के समान गुब्बारे को उसके नोजल से धीरे-धीरे और लगातार फुलाया जा सकता है, जिसे निरंतर लेजर कहा जाता है। क्यू मान को समायोजित करने का मतलब गुब्बारे पर दबाव डालना और उसे तुरंत फुलाना है, जो मोटे तौर पर निरंतर और क्यूसीडब्ल्यू के मामले में है।

चित्र 4 ए सीडब्ल्यू लेजर सीलिंग नेल की उपस्थिति, सीधे वेल्ड सीम की उपस्थिति, अनुदैर्ध्य खंड की मेटलोग्राफिक परीक्षा; एक QCW लेजर सीलिंग नाखून उपस्थिति, सीधे वेल्ड उपस्थिति, अनुदैर्ध्य अनुभाग मेटलोग्राफी;

सतत लेजर वेल्डिंग प्रभाव बनाम QCW अर्ध निरंतर लेजर वेल्डिंग प्रभाव:

1. QCW की उपस्थिति मछली स्केल पैटर्न के साथ पल्स स्पॉट वेल्डिंग के समान है, जबकि निरंतर लेजर में एक चिकनी और निरंतर वक्र होता है;

2. ऊर्जा इनपुट: निरंतर लेजर इनपुट, पल्स आंतरायिक इनपुट, मेटलोग्राफी पर प्रतिबिंबित, निरंतर लेजर वेल्ड अनुदैर्ध्य मेटलोग्राफिक निरंतर, केवल मामूली उतार-चढ़ाव, पल्स लेजर लेजर ड्रिलिंग को एकल बिंदु लेजर मेटलोग्राफिक स्प्लिसिंग की तरह स्पष्ट रूप से देख सकता है, प्रत्येक लेजर संबंधित मेटलोग्राफिक स्पष्ट रूप से दिखाई देता है ; इसलिए, वेल्ड संयुक्त ताकत में निरंतर वेल्डिंग QCW लेजर वेल्डिंग से अधिक मजबूत है।

चित्र: सीडब्ल्यू लेजर वेल्डिंग का एक योजनाबद्ध आरेख; चित्र बी QCW लेजर वेल्डिंग का योजनाबद्ध आरेख

QCW लेजर वेल्डिंग के लाभ

1. सामग्री के अवशोषण पर प्लम के प्रभाव से बचना, प्रक्रिया को और अधिक स्थिर बनाना: लेजर और सामग्री के बीच बातचीत के दौरान, सामग्री गंभीर वाष्पीकरण से गुजरेगी, जिससे पिघले हुए पूल के ऊपर धातु वाष्प, प्लाज्मा और अन्य गैसों का मिश्रण सामूहिक रूप से बनेगा। धातु प्लम के रूप में जाना जाता है। ये धातु के प्लम लेजर को सामग्री की सतह तक पहुंचने से बचाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप अस्थिर लेजर शक्ति सामग्री की सतह तक पहुंच जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप छींटे, विस्फोट बिंदु और गड्ढे जैसे दोष होंगे; हालाँकि, QCW की पल्स वेल्डिंग को आंतरायिक प्रकाश आउटपुट (5 एमएस प्रकाश आउटपुट, 10 एमएस रुक-रुक कर प्रकाश आउटपुट और फिर अगला प्रकाश आउटपुट) की विशेषता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि सामग्री की सतह पर प्रत्येक लेजर स्ट्राइक धातु प्लम से प्रभावित नहीं होती है, वेल्डिंग की तुलना में इसे अधिक स्थिर बनाता है और पतली प्लेट वेल्डिंग में इसके फायदे हैं।

2. स्थिर मेल्ट पूल: मेल्ट पूल के कीहोल पर तनाव, निरंतर लेजर क्रिया की लंबी अवधि, बड़ा ताप संचालन क्षेत्र, बड़ा मेल्ट पूल क्षेत्र और तरल धातु की प्रचुरता निरंतर वेल्डिंग मेल्ट पूल को बहुत बड़ा बनाती है। QCW लेजर पिघल पूल की तुलना में। छिद्र, दरारें और छींटे जैसे दोष पिघले हुए पूल से निकटता से संबंधित हैं: यदि पिघला हुआ पूल बड़ा है, तो बढ़ते तापमान के साथ पिघले हुए पूल की सतह का तनाव कम हो जाता है, और बड़े पिघले हुए पूल में कीहोल ढहने का खतरा अधिक होता है, जैसा कि दिखाया गया है a3 में; QCW लेजर वेल्डिंग की अधिक संकेंद्रित ऊर्जा और कम क्रिया समय के कारण, पिघला हुआ पूल मुख्य रूप से कीहोल के आसपास मौजूद होता है, और बल एक समान होता है। छिद्रों, दरारों और छींटों की सापेक्ष घटना दर कम है।

3. सैलर गर्मी प्रभावित क्षेत्र: सामग्री पर निरंतर लेजर क्रिया लगातार सामग्री में गर्मी स्थानांतरित करती है, जिससे पतली सामग्री थर्मल विरूपण और आंतरिक तनाव के कारण दरारें जैसे दोषों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हो जाती है। QCW रुक-रुक कर सामग्री पर कार्य करता है, इसे ठंडा करने का समय देता है, जिससे यह गर्मी प्रभावित क्षेत्र और गर्मी इनपुट में छोटा हो जाता है, जिससे यह पतली सामग्री के प्रसंस्करण के लिए अधिक उपयुक्त हो जाता है; और थर्मल सेंसर के करीब की सामग्री को केवल QCW लेजर का उपयोग करके संसाधित किया जा सकता है।

4. उच्च शिखर शक्ति: निरंतर और QCW लेजर की समान औसत शक्ति के साथ, QCW उच्च शिखर शक्ति, उच्च ऊर्जा घनत्व, अधिक पिघलने की गहराई और मजबूत प्रवेश प्राप्त कर सकता है। तांबे मिश्र धातु और एल्यूमीनियम मिश्र धातु शीट की वेल्डिंग में QCW के अधिक फायदे हैं। समान औसत शक्ति वाले निरंतर लेज़र का ऊर्जा घनत्व QCW से कम होता है, जिसके कारण लेज़र सामग्री की सतह पर वेल्डिंग के निशान उत्पन्न करने में विफल हो सकता है और वे सभी परावर्तित हो सकते हैं। यदि लेजर बहुत अधिक है, तो सामग्री पिघलने के बाद लेजर अवशोषण दर तेजी से बढ़ जाएगी, और गर्मी इनपुट अचानक बढ़ जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप पिघलने की गहराई और गर्मी इनपुट अनियंत्रित हो जाएगी। इसका उपयोग पतली प्लेट वेल्डिंग में नहीं किया जा सकता है, और वेल्डिंग के निशान उत्पन्न करने में विफलता या जलने की घटना हो सकती है, जो प्रक्रिया की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती है।

सीडब्ल्यू लेजर वेल्डिंग के लाभ

1. मेटलोग्राफिक परिप्रेक्ष्य से: जैसा कि बाएं चित्र में दिखाया गया है, क्यूसीडब्ल्यू पल्स वेल्डिंग मेटलोग्राफिक स्प्लिसिंग से संबंधित है, और ऊपरी आवृत्ति सीमा ज्यादातर 500 हर्ट्ज के आसपास है। ओवरलैप दर कम है, प्रभावी पिघलने की गहराई उथली है, ओवरलैप दर अधिक है, गति में सुधार नहीं किया जा सकता है, और दक्षता कम है; निरंतर लेजर विभिन्न कोर व्यास और वेल्डिंग जोड़ों के साथ लेजर के चयन के माध्यम से कुशल और निरंतर वेल्डिंग का एहसास कर सकता है, और सीलिंग के लिए उच्च आवश्यकताओं के साथ कुछ अवसरों में निरंतर लेजर अधिक स्थिर होता है;

2. गर्मी के प्रभाव की डिग्री के दृष्टिकोण से: QCW पल्स लेजर बीम वेल्डिंग में ओवरलैप दर की समस्या होती है, और वेल्ड सीम बार-बार गर्म होता है। क्योंकि एक बार वेल्डिंग करने के बाद धातु और आधार धातु का मेटलोग्राफिक चरण अलग होगा, और अव्यवस्था का आकार अलग होगा, पिघलने के बाद शीतलन दर असंगत हो सकती है, जिससे दरारें पड़ना आसान है, लेकिन यह घटना निरंतर मौजूद नहीं है लेसर वेल्डिंग;

3. डिबगिंग कठिनाई के परिप्रेक्ष्य से: QCW पल्स लेजर को डिबगिंग पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति, पीक पावर, पल्स चौड़ाई, कर्तव्य चक्र, पल्स ऊर्जा, औसत शक्ति, पीक पावर घनत्व, ऊर्जा घनत्व, डिफोकसिंग राशि, आदि की आवश्यकता होती है; सतत लेजर को केवल तरंग रूप, गति, शक्ति और डिफोकस पर ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता होती है, जो अपेक्षाकृत सरल है।

QCW लेजर का सारांश: दो प्रमुख फायदे: चरम शक्ति, कम ताप इनपुट, और छोटा वर्कपीस विरूपण।

क्योंकि पल्स अवधि कम है (आमतौर पर कई मिलीसेकंड), भाग में प्रवेश करने वाली गर्मी कम हो जाती है, इसलिए थर्मल सेंसर और बेहद पतली दीवार सामग्री के आसपास स्पंदित लेजर वेल्डिंग का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। साथ ही, पल्स की शुरुआत में बड़ी मात्रा में ऊर्जा संचारित होने के कारण, स्पंदित लेजर वेल्डिंग अक्सर परावर्तक धातु के लिए उपयुक्त होती है। आमतौर पर इसे "उन्नत पल्स" के रूप में जाना जाता है, पल्स चक्र की शुरुआत में पावर स्पाइक कुल पल्स अवधि के केवल एक छोटे हिस्से तक रहता है। हालाँकि, इसकी शक्ति कम औसत शक्ति बनाए रखते हुए सामग्री की परावर्तनशीलता को तोड़ने के लिए पर्याप्त है, जिससे गर्मी कम हो जाती है। सीडब्ल्यू लेजर को अत्यधिक परावर्तक धातुओं को जोड़ने के लिए बड़ी मात्रा में ऊर्जा प्रदान करनी चाहिए, और उत्पन्न गर्मी उनके भीतर के हिस्सों या घटकों को आसानी से नुकसान पहुंचा सकती है। सीडब्ल्यू निरंतर तरंग लेजर वेल्डिंग ज्यादातर 500 वाट से ऊपर की शक्ति वाला उच्च शक्ति वाला लेजर है। सामान्यतया, इस प्रकार के लेजर का उपयोग 1 मिमी या अधिक की मोटाई वाली प्लेटों के लिए किया जाना चाहिए। वेल्डिंग तंत्र कीहोल प्रभाव पर आधारित गहरी पैठ वाली वेल्डिंग है, जिसका पहलू अनुपात 8:1 से अधिक है, लेकिन अपेक्षाकृत उच्च ताप इनपुट है।

अंत में, लेज़र प्रौद्योगिकी की प्रगति के कारण, निरंतर लेज़रों की पल्स वेल्डिंग के साथ-साथ QCW लेज़रों की उच्च-आवृत्ति पल्स वेल्डिंग प्राप्त करने के लिए निरंतर लेज़र मॉड्यूलेशन तकनीक भी मौजूद है।

कुल मिलाकर, सीडब्ल्यू लेजर और क्यूसीडब्ल्यू लेजर दोनों के विशिष्ट अनुप्रयोग के आधार पर उनके फायदे और नुकसान हैं। सीडब्ल्यू लेजर उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जिनके लिए प्रकाश की निरंतर किरण की आवश्यकता होती है, जबकि क्यूसीडब्ल्यू लेजर उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जिनके लिए उच्च ऊर्जा की छोटी दालों की आवश्यकता होती है। इसलिए, सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए अपने विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए सही प्रकार के लेजर का चयन करना महत्वपूर्ण है।