Obstajata dve vrsti laserjev z vlakni: eno-način in več-način. Pri izbiri najboljšega za uporabo je treba upoštevati njihove razlike v aplikacijah mikro varjenja.
Enoj-načinski laserji z vlakni uporabljajo vlakna s premerom jedra okoli 9 mikronov za proizvodnjo fokusiranih žarkov, majhnih do 10 mikronov. Zaradi tega so idealni za lasersko rezanje. Vendar pa za varjenje ozka širina zvara morda ne bo ustrezala večini toleranc proizvodnega sklopa.
Laserji z večmodnimi vlakni ustvarijo žarek "z ravnim vrhom" z manjšo intenzivnostjo in večjo enotnostjo z uporabo vlaken s premerom jedra 50–300 mikronov. To olajša razširitev talilne cone in bolje zadovoljuje potrebe laserskega mikro varjenja v nasprotju z drugimi vrstami laserjev.
Ta slika prikazuje laser, ki zapušča vlakno, in presek intenzivnosti-moči v dveh načinih.
Razmislite o laserski poravnavi za varjenje spojev. Za poravnavo žarka s črto spoja je običajno potrebna velikost točke vsaj 200 mikronov zaradi tolerance položaja zlaganja in razmika med varjenimi robovi. Vendar pa bi pridobitev tako velike pike z uporabo eno-načinskega laserja z vlakni zahtevala goriščno razdaljo 2–3 čevlje, kar ni praktično za varilne sisteme. Poleg tega se središčna moč enomodnega laserja zmanjšuje proti robu, kar ima za posledico koncentrirano energijo na majhnem območju. Vrzeli v spoju lahko povzročijo težave pri varjenju, kot so spodrezki ali nezapolnjena območja. Poleg tega lahko visoka laserska intenzivnost odstrani odvečni material.
Večmodni laserski žarki z vlakni nudijo enakomerno porazdelitev intenzivnosti za stabilen varilni proces. Nanje manj vplivajo vrzeli v varilni površini in imajo močnejši profil, ki lahko stopi več materiala, kar učinkovito premosti vse vrzeli, potrebne za uspešen zvar.
Prerez-vara eno- in več-načinskih laserjev v 0,06-palca debelem nerjavnem jeklu je prikazan spodaj.
Uporabljeni eno{0}}načinski vlakneni laser je imel moč 500 W, hitrost 300 ipm in velikost točke 30 mikronov. Uporabljeni več-načinovni laser z vlakni je imel moč 700 W, hitrost 100 ipm in velikost točke 150 mikronov. Drugi več{10}}načinovni laser z vlakni je imel moč 1 kW, hitrost 80 ipm in velikost točke 250 mikronov.
Izbira prave tehnologije: enomodni v primerjavi z večmodnimi laserji
Ko gre zalasersko mikro varjenje, je izbira ustreznega načina optičnega laserja ključnega pomena za doseganje optimalne kakovosti zvara in ohranjanje stroškovne-učinkovitosti. Izbira med eno-načinskimi in večmodnimi laserji z vlakni je v osnovi odvisna od toleranc proizvodnega sklopa, konfiguracij spojev in debeline materiala. Da bi vam pomagali sprejeti informirano odločitev za vaše industrijske aplikacije, smo povzeli ključne razlike, tehnične parametre in eksperimentalne podatke o zmogljivosti obeh vrst laserjev v spodnji primerjalni tabeli:
| Primerjalne metrike | Enoj{0}}načinski vlakneni laser | Večmodni laser z vlakni |
| Premer jedra | Približno . 9 mikronov | 50–300 mikronov |
| Velikost žariščne točke | Osredotočeno na približno . 10 mikronov | Običajno zahteva 200 mikronov ali več (150 μm in 250 μm se uporabljata v eksperimentalnih testih) |
| Profil žarka in intenzivnost | Ozek žarek; intenzivnost moči se zmanjšuje proti robu; visoko koncentrirana energija na majhnem območju. | Ustvari profil žarka z ravnim vrhom z nižjo največjo intenzivnostjo in večjo enakomernostjo. |
| Prilagoditev tolerance montaže | Ubogi. Ozka širina zvara morda ne ustreza večini toleranc proizvodnega sklopa; zahteva izjemno visoko natančnost poravnave spojev. | Dobro. Enakomerna porazdelitev intenzivnosti zagotavlja stabilen varilni proces in manj vpliva na reže na varilni površini. |
| Tveganje okvare sklepne reže | visoko. Vrzeli lahko povzročijo težave pri varjenju, kot so spodrezki ali nezapolnjena območja; visoka laserska intenzivnost lahko odstrani tudi odvečni material. | Nizka. Ima močnejši profil žarka, ki stopi več materiala in učinkovito premosti potrebne vrzeli za uspešen zvar. |
| Tipični scenariji uporabe | 1. Idealno za lasersko rezanje. 2. Primerno za-hitrostno prekrivno varjenje in tesne spoje, ki zahtevajo manj laserske moči, hkrati pa dosegajo želeno globino preboja. |
1. Idealno za aplikacije laserskega mikro varjenja. 2. Zelo-primeren za standardna in natančna varjenja, kjer so potrebne montažne reže in določene širine zvarov. |
| Primerjava eksperimentalnih podatkov (na 0,06-palčnem nerjavnem jeklu |
Moč: 500W Hitrost: 300 ipm Velikost pike: 30 mikronov (Lastnost: doseže želeno globino prodiranja pri nižji moči) |
1. primer: Moč: 700 W / Hitrost: 100 ipm / Velikost točke: 150 mikronov 2. primer: Moč: 1 kW / Hitrost: 80 ipm / Velikost točke: 250 mikronov (Funkcija: Zagotavlja stabilnejši proces in širši profil zvara) |
Enoj{0}}načinski laserji z vlakni so v nekaterih primerih uporabni za lasersko mikro varjenje. Uporabljajo se lahko za visoko{2}}hitrostno prekrivno varjenje in tesne spoje z manj laserske moči, pri čemer še vedno dosegajo želeno globino preboja. V ta namen se lahko uporabljajo tudi večmodni laserji.