वेल्डिंग में CW लेजर और QCW लेजर

ऊर्जा वितरण विशेषताएँ

सीडब्ल्यू लेज़रों की एक उल्लेखनीय विशेषता उनका गाऊसी ऊर्जा वितरण है, जिसमें लेज़र किरण के अनुप्रस्थ काट की ऊर्जा का वितरण केंद्र से बाहर की ओर गाऊसी (सामान्य वितरण) पैटर्न में घटता जाता है। यह वितरण विशेषता सीडब्ल्यू लेज़रों को अत्यंत उच्च फोकसिंग परिशुद्धता और प्रसंस्करण दक्षता प्राप्त करने में सक्षम बनाती है, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में जिनमें केंद्रित ऊर्जा का उपयोग आवश्यक होता है।

सीडब्ल्यू लेजर ऊर्जा वितरण आरेख

निरंतर तरंग (सीडब्ल्यू) लेजर वेल्डिंग के लाभ

सूक्ष्मसंरचनात्मक परिप्रेक्ष्य

धातुओं की सूक्ष्म संरचना का अध्ययन करने पर क्वासी-कंटीन्यूअस वेव (क्यूसीडब्ल्यू) पल्स वेल्डिंग की तुलना में कंटीन्यूअस वेव (सीडब्ल्यू) लेजर वेल्डिंग के स्पष्ट लाभ सामने आते हैं। क्यूसीडब्ल्यू पल्स वेल्डिंग, जिसकी आवृत्ति सीमा आमतौर पर लगभग 500 हर्ट्ज़ होती है, ओवरलैप दर और प्रवेश गहराई के बीच संतुलन बनाने में कठिनाई का सामना करती है। कम ओवरलैप दर से अपर्याप्त गहराई प्राप्त होती है, जबकि उच्च ओवरलैप दर वेल्डिंग गति को सीमित कर देती है, जिससे दक्षता कम हो जाती है। इसके विपरीत, सीडब्ल्यू लेजर वेल्डिंग, उपयुक्त लेजर कोर व्यास और वेल्डिंग हेड के चयन के माध्यम से, कुशल और निरंतर वेल्डिंग प्राप्त करती है। यह विधि उच्च सील अखंडता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में विशेष रूप से विश्वसनीय सिद्ध होती है।

तापीय प्रभाव संबंधी विचार

तापीय प्रभाव के दृष्टिकोण से, QCW पल्स लेजर वेल्डिंग में ओवरलैप की समस्या होती है, जिससे वेल्ड सीम बार-बार गर्म होती है। इससे धातु की सूक्ष्म संरचना और मूल पदार्थ के बीच असमानताएँ उत्पन्न हो सकती हैं, जिनमें विस्थापन के आकार और शीतलन दर में भिन्नताएँ शामिल हैं, जिससे दरार पड़ने का खतरा बढ़ जाता है। दूसरी ओर, CW लेजर वेल्डिंग अधिक समान और निरंतर तापन प्रक्रिया प्रदान करके इस समस्या से बचती है।

समायोजन में आसानी

संचालन और समायोजन के संदर्भ में, QCW लेजर वेल्डिंग में पल्स रिपीटिशन फ्रीक्वेंसी, पीक पावर, पल्स विड्थ, ड्यूटी साइकिल आदि सहित कई मापदंडों की सावधानीपूर्वक ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है। CW लेजर वेल्डिंग समायोजन प्रक्रिया को सरल बनाती है, मुख्य रूप से वेवफॉर्म, गति, पावर और डिफोकस मात्रा पर ध्यान केंद्रित करती है, जिससे परिचालन कठिनाई काफी कम हो जाती है।

सीडब्ल्यू लेजर वेल्डिंग में तकनीकी प्रगति

हालांकि क्यूसीडब्ल्यू लेजर वेल्डिंग अपनी उच्च पीक पावर और कम थर्मल इनपुट के लिए जानी जाती है, जो ऊष्मा-संवेदनशील घटकों और अत्यंत पतली दीवारों वाली सामग्रियों की वेल्डिंग के लिए लाभकारी है, वहीं सीडब्ल्यू लेजर वेल्डिंग तकनीक में हुई प्रगति, विशेष रूप से उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों (आमतौर पर 500 वाट से अधिक) और कीहोल प्रभाव पर आधारित गहरी पैठ वाली वेल्डिंग के लिए, ने इसके अनुप्रयोग क्षेत्र और दक्षता को काफी हद तक विस्तारित किया है। इस प्रकार का लेजर विशेष रूप से 1 मिमी से अधिक मोटी सामग्रियों के लिए उपयुक्त है, जो अपेक्षाकृत उच्च ऊष्मा इनपुट के बावजूद उच्च पहलू अनुपात (8:1 से अधिक) प्राप्त करता है।

अर्ध-निरंतर तरंग (क्यूसीडब्ल्यू) लेजर वेल्डिंग

केंद्रित ऊर्जा वितरण

QCW, जिसका पूरा नाम "क्वासी-कंटीन्यूअस वेव" है, एक ऐसी लेजर तकनीक है जिसमें लेजर प्रकाश को असंतुलित तरीके से उत्सर्जित करता है, जैसा कि चित्र 'a' में दर्शाया गया है। सिंगल-मोड कंटीन्यूअस लेजरों के एकसमान ऊर्जा वितरण के विपरीत, QCW लेजर अपनी ऊर्जा को अधिक सघनता से केंद्रित करते हैं। यह विशेषता QCW लेजरों को उच्च ऊर्जा घनत्व प्रदान करती है, जिससे उनकी भेदन क्षमता बढ़ जाती है। परिणामस्वरूप धातुकर्म संबंधी प्रभाव एक "कील" के आकार जैसा होता है, जिसमें गहराई और चौड़ाई का अनुपात काफी अधिक होता है, जिससे QCW लेजर उच्च परावर्तन मिश्र धातुओं, ऊष्मा-संवेदनशील पदार्थों और सटीक माइक्रो-वेल्डिंग से संबंधित अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं।

बेहतर स्थिरता और धुएं के फैलाव में कमी

QCW लेजर वेल्डिंग का एक प्रमुख लाभ यह है कि यह धातु के धुएं के प्रभाव को कम करता है, जिससे सामग्री की अवशोषण दर पर धातु का धुआं कम पड़ता है और प्रक्रिया अधिक स्थिर होती है। लेजर और सामग्री के बीच संपर्क के दौरान, तीव्र वाष्पीकरण से पिघले हुए धातु के ऊपर धातु वाष्प और प्लाज्मा का मिश्रण बन सकता है, जिसे आमतौर पर धातु का धुआं कहा जाता है। यह धुआं सामग्री की सतह को लेजर से ढक सकता है, जिससे बिजली की आपूर्ति अस्थिर हो जाती है और छींटे, विस्फोट बिंदु और गड्ढे जैसी त्रुटियां उत्पन्न होती हैं। हालांकि, QCW लेजर का रुक-रुक कर उत्सर्जन (जैसे, 5 मिलीसेकंड का विस्फोट और उसके बाद 10 मिलीसेकंड का विराम) यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक लेजर पल्स धातु के धुएं से अप्रभावित होकर सामग्री की सतह तक पहुंचे, जिसके परिणामस्वरूप वेल्डिंग प्रक्रिया काफी स्थिर होती है, जो विशेष रूप से पतली शीट की वेल्डिंग के लिए फायदेमंद है।

स्थिर पिघल पूल गतिशीलता

पिघले हुए धातु के जमाव की गतिशीलता, विशेष रूप से कीहोल पर लगने वाले बलों के संदर्भ में, वेल्ड की गुणवत्ता निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। निरंतर लेजर, लंबे समय तक विकिरण के संपर्क में रहने और बड़े ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्रों के कारण, तरल धातु से भरे बड़े पिघले हुए धातु के जमाव का निर्माण करते हैं। इससे बड़े पिघले हुए धातु के जमाव से संबंधित दोष उत्पन्न हो सकते हैं, जैसे कि कीहोल का ढह जाना। इसके विपरीत, क्यूसीडब्ल्यू लेजर वेल्डिंग की केंद्रित ऊर्जा और कम अंतःक्रिया समय कीहोल के आसपास पिघले हुए धातु के जमाव को केंद्रित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बल का वितरण अधिक समान होता है और छिद्रण, दरार और छींटे पड़ने की संभावना कम हो जाती है।