準連續光纖激光器焊接穩定性效果分析及簡單介紹

激光焊接領域，目前我們使用最多的是脈沖激光器、連續激光器、準連續激光器，這3大類激光器的特點主要是：

1.脈沖激光器基于YAG激光器原理，單脈沖能量高，耗電大，需要定期更換氙燈等耗材，必須配備冷水機，但是，此類激光器是個非常成熟的激光器，單機成本相對較低，也是目前金屬焊接類使用最廣的一款激光器；因為基于YAG激光器原理，整體行業內受制于技術條件的限制，目前無法將激光器功率做到非常大，常規的一般在500瓦功率范圍之內，國內最高的也就是1000瓦的激光功率；電光轉換效率不高（13%左右）；
我們可以這樣理解：脈沖激光器相當于用錘子往墻上砸圖釘，需要一錘一錘砸下去，每砸一下就是一個脈沖，當然，當錘子很重的時候，我們就拿不動了，也就是達到了激光器的極限。

上圖為——脈沖激光器焊縫

2.連續激光器基于YLP光纖激光器原理，因為可以連續不停的恒定功率出光（當激光器出光點足夠快和多的時候，就連成了一條線），輸出激光器的能量是恒定的，激光器的穩定性非常好，光斑模式也非常好，電光轉換效率也非常高（30%左右），而基于光纖激光器的原理，行業內有單模激光器和多模激光器的區分，單模激光器的光束質量非常好，因為是一束光的模式，可以把激光搞到足夠細，非常適合精細加工領域的應用，而多模激光器就是幾個單模光纖激光器的合成，光束質量沒有單模激光器的好，但是，可以把激光器的功率做到足夠大，理論上多模激光器可以做到足夠大，非常適合現在的厚板焊接；此類激光器因為擁有足夠的穩定性和極高的電光轉換效率，一般價格相對較高，且非常耐用，從長久的經濟效益來看的話，具有極高的性價比，目前在非常難焊接的領域（例如鋁板焊接）應用非常廣泛。
我們可以這樣理解：連續激光器相當于往墻上按圖釘，需要持續不停的往下按，因為這個圖釘非常鋒利，再加上用手按壓或者機器按壓，理論上只要圖釘不斷，我們就可以施加足夠多的力把圖釘按壓下去。

上圖為——連續激光器焊縫

3.準連續激光器（我們行業內稱之為QCW激光器）是基于YLP光纖激光器和YAG激光器的雙重原理，就是在連續激光器內部加載一個調制電路的開關（Q開關），輸出的功率就是連續狀態的峰值功率，這類激光器我們往往用在非常規應用的狀態下及兼顧要求非常高性價比的狀態下，例如在某個不需要很大功率的狀態下的高峰值焊接和打標。這類激光器的電光轉換效率也非常高（30%），所采用的基層YLP光纖激光器一般都是單模連續激光器，這樣才能對激光器進行較好的電路控制，是一款我們近幾年需要重點關注和了解的一款重量級激光器，可以在連續激光器的模式下工作，也可以在脈沖激光器的模式下工作，在脈沖模式下的峰值功率是在連續模式下的10倍，可以完美的替代傳統的脈沖激光器，基于此類激光器免維護的特點和良好的光束質量和連續峰值功率，未來可能完全替代脈沖激光器而一統天下。
再加一點：QCW準連續激光器在激光打標或者激光打點領域也有非常大的應用！
我們可以這樣理解：QCW準連續激光器相當于用一個相對力量的錘子以固定的力度往墻上砸圖釘，因為這個圖釘也很鋒利，所以，很容易砸到墻上。
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基于如上的原因，我們本次將重點參考QCW準連續激光器的焊斑均勻度，實驗如下：
（1）、1500瓦激光器；
（2）、振鏡焊接模式；
（3）、旁軸輔助氣體；
（4）、峰值功率參數（300瓦、600瓦、900瓦、1200瓦、1500瓦）5組；
（5）、點焊不銹鋼材料；
以下數據來源于某激光器廠家數據，我們重點了解一下激光器功率穩定性和光斑均勻度：

（1）、焊點尺寸1.1-1.3mm，平均焊點尺寸1.22mm，焊點波動9.8%；

（2）、焊點尺寸1.79-2.1mm，平均焊點尺寸1.94mm，焊點波動8.2%；

（3）、焊點尺寸2.3-2.57mm，平均焊點尺寸2.48mm，焊點波動7.2%；

（4）、焊點尺寸2.43—2.97mm，平均焊點尺寸2.76mm，焊點波動7.6%；

（5）、焊點尺寸2.67—3.12mm，平均焊點尺寸2.89mm，焊點波動7.2%；
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根據以上，我們可以清晰的看出，激光峰值功率在1500瓦范圍之內，焊點波動范圍全部控制在8%范圍之內，能量集中且穩定，焊點均勻。
所以，目前我們所知的QCW準連續激光器的主要優點就是：
（1）、激光器壽命長（各廠家均稱理論值10萬小時），我們拭目以待，用時間去驗證；
（2）、光束質量好，能量穩定性高；
（3）、結構簡單小巧，方便集成；
（4）、風冷方式、耗電量小。

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