प्रस्तावना
फाइबर लेज़रों के बढ़ते अनुप्रयोग के साथ, फाइबर लेज़रों की विश्वसनीयता ने अधिक से अधिक ध्यान आकर्षित किया है, जिसमें लेज़र आउटपुट प्रदर्शन की विश्वसनीयता, इलेक्ट्रॉनिक घटकों की विश्वसनीयता, ऑप्टिकल उपकरणों की विश्वसनीयता, सिस्टम की विश्वसनीयता आदि शामिल हैं। प्रतीक्षा करें।इनमें से अधिकतर लेजर के थर्मल गुणों से निकटता से संबंधित हैं।इसके अलावा, तापमान का लेज़र के प्रदर्शन पर बहुत प्रभाव पड़ता है, विशेष रूप से लेज़र की आउटपुट पावर और आउटपुट स्थिरता पर।
फाइबर लेजर की गर्मी मुख्य रूप से पंप स्रोत और गेन कैविटी से आती है।पंप स्रोत के लिए, इसकी रूपांतरण दक्षता लगभग 50% है, जिसका अर्थ यह भी है कि आउटपुट ऑप्टिकल पावर के बराबर ऊर्जा गर्मी के रूप में उत्पन्न होती है।यदि गर्मी को समय पर समाप्त नहीं किया जा सकता है, तो आंतरिक चिप का तापमान तेजी से बढ़ेगा, और तापमान बढ़ने पर लेजर का केंद्र तरंगदैर्ध्य बह जाएगा।लाभ गुहा के लिए, पंप प्रकाश सक्रिय लाभ फाइबर में प्रवेश करने के बाद, इसका केवल एक हिस्सा लेजर आउटपुट में परिवर्तित हो जाता है, और शेष ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।थर्मल ऊर्जा लाभ माध्यम के तापमान में वृद्धि करेगी, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रम का विस्तार होगा और सहज उत्सर्जन का एक छोटा जीवनकाल होगा, जिससे ऊर्जा रूपांतरण दक्षता कम हो जाएगी।इसलिए, फाइबर लेज़रों के लिए थर्मल प्रबंधन का महत्व नगण्य है।वर्तमान में, आमतौर पर उपयोग की जाने वाली थर्मल प्रबंधन प्रौद्योगिकियां मुख्य रूप से एयर-कूल्ड और वाटर-कूल्ड हैं।उनमें से, एयर-कूल्ड हीट अपव्यय तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से कम-शक्ति वाले स्पंदित लेज़रों और कम-शक्ति वाले निरंतर लेज़रों में किया जाता है।अधिकांश मध्यम और उच्च शक्ति वाले फाइबर लेज़र मुख्य ताप अपव्यय के रूप में जल-ठंडा ताप अपव्यय का उपयोग करते हैं।
गर्मी फैलाने के दो तरीके
1. पानी ठंडा करना
जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, वाटर कूलिंग, हीट एक्सचेंजर (जैसे वाटर कूलिंग प्लेट) के माध्यम से गर्मी दूर करने के लिए पानी का उपयोग है।इसका कार्य सिद्धांत भी बहुत सरल है, अर्थात, चिलर में ठंडा पानी पानी के पाइप के माध्यम से हीट एक्सचेंजर में बहता है, और फिर हीट एक्सचेंजर के दूसरे बंदरगाह से बाहर आता है, और फिर पानी के पाइप के माध्यम से वापस चिलर में प्रवाहित होता है। .लेज़र के अंदर से गर्मी दूर की जाती है।
जल-ठंडा गर्मी लंपटता विधि की एक सरल संरचना है और इसे बनाए रखना आसान है;गर्मी अपव्यय क्षमता मजबूत है और तापमान एकरूपता अच्छी है।बड़ी शीतलन क्षमता वाले चिलर का उपयोग करके लेजर के शीतलन प्रदर्शन में सुधार किया जा सकता है।वर्तमान में, 500 से अधिक निर्माता हैं जो बाजार में हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग मशीनों को एकीकृत और बेच रहे हैं, और वे आम तौर पर वाटर कूलिंग का उपयोग करते हैं।हालाँकि, स्वयं लेज़र के अलावा, वाटर कूलिंग वाली हैंड-हेल्ड लेज़र वेल्डिंग मशीन को भी अतिरिक्त चिलर और पानी की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप उपकरणों की समग्र मात्रा और वजन में पर्याप्त वृद्धि होती है, और सीमित उपयोग वातावरण होता है।
2. वायु शीतलन
एक व्यापक अर्थ में, एयर-कूल्ड गर्मी लंपटता हवा के संवहन को बढ़ाने और मशीन के अंदर पूर्ण ताप विनिमय के लिए प्रशंसकों के उपयोग को संदर्भित करता है।प्रौद्योगिकी के सुधार के साथ, प्रमुख लेजर निर्माताओं ने एयर कूलिंग और गर्मी लंपटता के क्षेत्र में कदम रखना शुरू कर दिया है।पिछले साल जून में, वैश्विक फाइबर लेजर दिग्गज I कंपनी ने एयर-कूल्ड लाइटवेल्ड 1500W हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग उत्पाद लॉन्च किया;अगस्त में, GW ने चीन में एयर-कूल्ड A1500W बुद्धिमान लेजर वेल्डिंग मशीन लॉन्च की;अक्टूबर में, Reci कंपनी ने FCA1500 एयर कूल्ड लेजर वेल्डिंग मशीन भी जारी की।लेजर।
▲ एयर कूल्ड लेजर वेल्डर: रेसी, आईपीजी, जीडब्ल्यू
(तस्वीर इंटरनेट से आती है, अगर कोई उल्लंघन है, तो कृपया इसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें)
ये तीन लेजर मुख्य रूप से हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग के बाजार खंड के उद्देश्य से हैं।एयर-कूल्ड लेजर काम को अधिक लचीला और पोर्टेबल बना सकते हैं।सभी तीन लेजर अतिरिक्त जल-ठंडा करने वाले उपकरण के बिना एयर-कूल्ड गर्मी लंपटता का उपयोग करते हैं, जिससे लागत कम हो जाती है।इसी समय, उपकरण का आकार और वजन बहुत कम हो जाता है।यद्यपि वे दोनों एयर-कूल्ड लेज़र कहलाते हैं, उपयोग की जाने वाली एयर-कूल्ड हीट अपव्यय योजनाएँ अलग-अलग हैं, जिनमें फैन कूलिंग, हीट पाइप रेडिएटर कूलिंग और कंप्रेसर कूलिंग और कूलिंग शामिल हैं।(1) फैन गर्मी लंपटता लेजर में, पंप स्रोत के अंदर उत्पन्न गर्मी और अच्छी तापीय चालकता (जैसे तांबा, एल्यूमीनियम नाइट्राइड, आदि) के साथ एक सब्सट्रेट का उपयोग करके लाभ गुहा को नष्ट कर दिया जाता है, और फिर संवहन द्वारा गर्मी को नष्ट कर दिया जाता है।इस विधि को संवहन शीतलन कहा जाता है।संवहनी गर्मी हस्तांतरण को द्रव प्रवाह की प्रेरणा शक्ति के अनुसार प्राकृतिक संवहन और मजबूर संवहन गर्मी अपव्यय में विभाजित किया जा सकता है।बाहरी बल की अनुपस्थिति में, तरल पदार्थ का केवल तापमान अंतर ही गर्मी हस्तांतरण करने के लिए द्रव प्रवाह को अनायास बना सकता है, जिसे हम प्राकृतिक संवहन कहते हैं;जब कोई बाहरी प्रेरक शक्ति होती है, अर्थात तरल पदार्थ पंखे, पंखे और अन्य घटकों द्वारा संचालित होता है।प्रवाह, जिससे गर्मी दूर होती है, हम इसे मजबूर संवहन कहते हैं।बेहद धीमी गर्मी लंपटता और प्राकृतिक संवहन के खराब प्रभाव के कारण, यह लेज़रों की गर्मी अपव्यय आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा नहीं कर सकता है।इसलिए, हवा के प्रवाह को तेज करने और प्राकृतिक संवहन को मजबूर संवहन में बदलने के लिए पूरे शीतलन प्रणाली में एक पंखा जोड़ना आवश्यक है।
▲ फैन कूलिंग सिद्धांत
(2) गर्मी को खत्म करने के लिए हीट पाइप रेडिएटर
हीट पाइप रेडिएटर की गर्मी लंपटता का मतलब है कि हीट ट्रांसफर को प्राप्त करने के लिए हीट पाइप अपने अंदर काम करने वाले तरल के चरण परिवर्तन पर निर्भर करता है।इस तरल में कम क्वथनांक होता है और यह आसानी से वाष्पित हो जाता है।हीट पाइप का एक छोर वाष्पीकरण का अंत है, जो लेजर के अंदर हीट सिंक से जुड़ा होता है;दूसरा छोर संघनन छोर है, जो बाहरी हीट सिंक और पंखे से जुड़ा है।ट्यूब की दीवार में एक तरल-अवशोषित बाती होती है, जो केशिका झरझरा पदार्थों से बनी होती है।जब लेज़र को गर्म किया जाता है, तो वाष्पीकरण करने वाला सिरा गर्म होता है, काम करने वाला तरल तेजी से वाष्पित हो जाता है, भाप दबाव के अंतर के तहत संघनक सिरे तक प्रवाहित होती है, और गर्मी निकलती है, जिसे पंखे के माध्यम से छुट्टी दी जाती है;उसी समय, भाप फिर से तरल में घुल जाती है, और तरल बाती के माध्यम से वाष्पीकरण खंड में वापस आ जाता है।(यदि यह एक ग्रेविटी हीट पाइप है, तो कोई बाती नहीं है, और तरल ट्यूब की दीवार का पालन करता है और गुरुत्वाकर्षण द्वारा नीचे के वाष्पीकरण खंड में वापस बहता है)।यह चक्र रुकता नहीं है, और गर्मी लेजर के अंदर से बाहर की ओर स्थानांतरित हो जाती है।
▲ हीट पाइप रेडिएटर का हीट अपव्यय सिद्धांत
आईपीजी का लाइटवेल्ड 1500 हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग सिस्टम हीट पाइप रेडिएटर कूलिंग सॉल्यूशन का उपयोग करता है।लाइटवेल्ड का डिजाइन और निर्माण छोटे आकार और हल्के वजन की विशेषता है, जो वर्तमान हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग मशीन में बदलाव की एक नई पीढ़ी का नेतृत्व करता है।वेल्डिंग के अलावा, यह हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग और सफाई के कार्यों को भी महसूस करता है।लाइटवेल्ड हैंड-हेल्ड लेजर वेल्डिंग मशीन अतिरिक्त चिलर उपकरण द्वारा आवश्यक बिजली की खपत के बिना एयर-कूलिंग विधि को अपनाती है, चिलर पाइपिंग, घटकों, नियंत्रण और रखरखाव लिंक को समाप्त करती है, पोर्टेबिलिटी बढ़ाते हुए लागत कम करती है और सिस्टम की समग्र विश्वसनीयता में सुधार करती है।
▲ लाइटवेल्ड 1500 हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग सिस्टम
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(3) कंप्रेसर कूलिंग और कूलिंग
कंप्रेसर प्रशीतन और गर्मी अपव्यय सिद्धांत: कंप्रेसर शीतलक को संपीड़ित करता है, शीतलक को उच्च तापमान और उच्च दबाव गैस में बदल देता है, और बाहरी कंडेनसर में प्रवाहित होता है।उच्च तापमान और उच्च दबाव गैस को कम तापमान और उच्च दबाव वाले तरल में संघनित किया जाता है, और द्रवीकरण द्वारा उत्पन्न गर्मी को मशीन से पंखे के साथ छुट्टी दे दी जाती है।कम तापमान और उच्च दबाव वाले तरल रेफ्रिजरेंट को विस्तार वाल्व के माध्यम से अवसादित किया जाता है और यह कम तापमान, कम दबाव, आसान-से-वाष्पीकरण अवस्था बन जाता है और आंतरिक बाष्पीकरणकर्ता में प्रवाहित होता है।बाष्पीकरणकर्ता शीतलन के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए लेजर के आंतरिक तापमान को कम करने के लिए गर्मी को अवशोषित करता है, और फिर सर्द उच्च तापमान और कम दबाव वाली गैस में वाष्पीकृत हो जाता है।बाष्पीकरणकर्ता द्वारा वाष्पित गैस रेफ्रिजरेंट को फिर से कंप्रेसर द्वारा संकुचित किया जाता है और आगे और पीछे प्रसारित किया जाता है, जिससे मशीन के अंदर गर्मी अपव्यय का एहसास होता है।
▲ कंप्रेसर प्रशीतन और गर्मी लंपटता सिद्धांत
GW लेज़र द्वारा लॉन्च की गई A1500W स्मार्ट एयर-कूल्ड हैंडहेल्ड वेल्डिंग मशीन कंप्रेसर कूलिंग और हीट डिसिपेशन स्कीम का उपयोग करती है।जीडब्ल्यू लेजर 976 एनएम प्रौद्योगिकी के निरंतर अन्वेषण और नवाचार पर केंद्रित है
976nm की उच्च फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता के साथ, इसने एयर-कूल्ड कूलिंग क्षमता की समस्या को रचनात्मक रूप से हल किया, और उद्योग में पहली एयर-कूल्ड 976nm तकनीक लॉन्च की, जिसने बिजली की खपत और पोर्टेबिलिटी की समस्याओं को हल किया, और एक बार फिर नेतृत्व किया फाइबर लेज़रों की तकनीकी विकास दिशा।इस मॉडल ने वेल्डिंग, कटिंग और क्लीनिंग के थ्री-इन-वन फंक्शन को महसूस किया है।
▲ GW लेज़र A1500W स्मार्ट एयर-कूल्ड हैंडहेल्ड वेल्डर
कई शीतलन विधियों की तुलना
फैन कूलिंग की संरचना अपेक्षाकृत सरल है।यह बस हीट सिंक में हीट सिंक में गर्मी फैलाता है, और फिर हीट सिंक और परिवेशी वायु के बीच तापमान अंतर का उपयोग पंखे के मजबूर संवहन के माध्यम से गर्मी को फैलाने के लिए करता है।जब गर्मियों में परिवेश का तापमान बहुत अधिक होता है, तो हीट सिंक और हवा के बीच तापमान का अंतर बहुत छोटा होता है, और गर्मी लंपटता क्षमता बहुत कम हो जाएगी।यह केवल निष्क्रिय रूप से गर्मी को नष्ट कर सकता है, पर्यावरण से बहुत प्रभावित होता है, और तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित नहीं कर सकता है।लाभ यह है कि समग्र उपकरण और नियंत्रण प्रणाली सरल है।
साधारण पंखे को ठंडा करने की विधि की तुलना में, हीट पाइप रेडिएटर में अधिक हीट पाइप होते हैं, इसलिए इसकी संरचना अपेक्षाकृत जटिल होती है।यह काम करने वाली सामग्री के वाष्पीकरण और संघनन पर निर्भर करता है ताकि हीट सिंक से हीट सिंक तक गर्मी को जल्दी से स्थानांतरित किया जा सके और फिर पंखे के माध्यम से गर्मी को हवा में फैलाया जा सके।यह निष्क्रिय गर्मी लंपटता से भी संबंधित है, जो तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित नहीं कर सकता है और आसपास के तापमान से बहुत परेशान है।
कंप्रेसर कूलिंग और गर्मी अपव्यय योजना सक्रिय गर्मी अपव्यय से संबंधित है।कंप्रेसर और विस्तार वाल्व के अस्तित्व के कारण, शीतलक के प्रवाह और दबाव को समायोजित करके तापमान को ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है।इसी समय, कंडेनसर में सर्द का तापमान हीट सिंक की तुलना में अधिक होता है, जो तेजी से गर्मी पैदा करने के लिए अनुकूल होता है।हवा में प्रेषित।इसकी नियंत्रण प्रणाली अधिक जटिल है;उसी समय, क्योंकि इसकी संरचना ऊपर की दो योजनाओं की तुलना में बहुत अधिक जटिल है, उपकरणों की मात्रा और वजन भी उसी के अनुसार बढ़ाए जाते हैं।
अधिकांश पारंपरिक फाइबर लेज़र गर्मी को खत्म करने के लिए वाटर कूलिंग का उपयोग करते हैं।सबसे पहले, पानी को कंप्रेसर प्रशीतन द्वारा ठंडा किया जाता है, और फिर लेजर को पानी से ठंडा किया जाता है।Guanghui लेजर की एयर कूल्ड गर्मी लंपटता योजना सीधे लेजर को ठंडा करने के लिए कंप्रेसर कूलिंग का उपयोग करती है, पानी के अस्तित्व को छोड़ देती है और मध्यवर्ती गर्मी हस्तांतरण लिंक को समाप्त कर देती है, इसलिए गर्मी लंपटता दक्षता अधिक होती है, और मात्रा और वजन को छोटा किया जा सकता है।
प्रयोगशाला में, हम गर्मियों में उच्च तापमान उपयोग पर्यावरण को अनुकरण करने के लिए 35 डिग्री सेल्सियस सेट करने के लिए निरंतर तापमान और आर्द्रता परीक्षण बॉक्स का उपयोग करते हैं, और स्थिति के तहत विभिन्न वायु शीतलन योजनाओं के साथ लेजर के आंतरिक लाभ फाइबर के तापमान परिवर्तन का परीक्षण करते हैं। पूर्ण 1500W शक्ति का।.प्रायोगिक आंकड़ों से, यह स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है कि फाइबर का तापमान पहले कुछ मिनटों में तेजी से बढ़ता है और लगभग 10 मिनट तक स्थिर रहता है।कंप्रेसर के शीतलन प्रभाव के कारण, लेजर को सक्रिय रूप से ठंडा किया जा सकता है, इसलिए तापमान 60 डिग्री सेल्सियस से नीचे नियंत्रित किया जा सकता है, और तापमान परिवर्तन अपेक्षाकृत स्थिर होता है;जबकि अन्य दो केवल निष्क्रिय गर्मी लंपटता पर भरोसा कर सकते हैं, इसलिए आंतरिक तापमान कंप्रेसर शीतलन योजना की तुलना में थोड़ा अधिक है;, गर्मी पाइप की उच्च गर्मी हस्तांतरण दक्षता के कारण, गर्मी को लेजर के अंदर से अच्छी तरह से निर्यात किया जा सकता है, इसलिए इसका आंतरिक तापमान शुद्ध पंखे की तुलना में कम होता है, और तापमान में वृद्धि अधिक कोमल होती है।
▲ तापमान समय के साथ बदलता है जब लेजर अलग-अलग एयर-कूलिंग योजनाओं के साथ 1.5kW लेजर का उत्पादन करता है
(प्रयोगशाला डेटा, वास्तविक क्षेत्र उपयोग से विचलन हो सकता है)
उपसंहार
फाइबर लेज़र के क्षेत्र में, GW लेज़र हमेशा वैश्विक लेज़र दिग्गज IPG को लक्षित करता रहा है।सैन्य गुणवत्ता वाले उत्पाद बनाने के लिए यह गुआंगहुई का अनूठा ब्रांड लाभ है।कई साल पहले, जीडब्ल्यू लेजर ने एयर कूलिंग और गर्मी अपव्यय में निरंतर अन्वेषण करने के लिए वैज्ञानिक अनुसंधान बलों को संगठित करना शुरू किया।भविष्य में, हम इस पहलू में सुधार करना जारी रखेंगे, उत्पादों की स्थिरता में लगातार सुधार करेंगे, उत्पादों और प्रौद्योगिकियों के पुनरावृत्त उन्नयन का एहसास करेंगे और अधिक उद्योगों की जरूरतों को पूरा करेंगे।प्रसंस्करण आवश्यकताओं
पोस्ट करने का समय: मार्च-10-2022