სითბოს გაფრქვევის ტექნოლოგიის მოკლე ანალიზი მთავარი ხელის ლაზერული შედუღების აპარატების

წინასიტყვაობა

ბოჭკოვანი ლაზერების მზარდი გამოყენებისას, ბოჭკოვანი ლაზერების საიმედოობა სულ უფრო მეტ ყურადღებას იპყრობს, მათ შორის ლაზერის გამომავალი შესრულების საიმედოობა, ელექტრონული კომპონენტების საიმედოობა, ოპტიკური მოწყობილობების საიმედოობა, სისტემების საიმედოობა და ა.შ. დაელოდეთ.მათი უმეტესობა მჭიდრო კავშირშია თავად ლაზერის თერმულ თვისებებთან.გარდა ამისა, ტემპერატურა დიდ გავლენას ახდენს ლაზერის მუშაობაზე, განსაკუთრებით გამომავალი სიმძლავრეზე და ლაზერის გამომავალ სტაბილურობაზე.

ბოჭკოვანი ლაზერის სითბო ძირითადად მოდის ტუმბოს წყაროდან და მომატების ღრუდან.ტუმბოს წყაროსთვის, მისი კონვერტაციის ეფექტურობა არის დაახლოებით 50%, რაც ასევე ნიშნავს, რომ გამომავალი ოპტიკური სიმძლავრის ეკვივალენტური ენერგია წარმოიქმნება სითბოს სახით.თუ სითბოს დროულად გაფანტვა შეუძლებელია, შიდა ჩიპის ტემპერატურა სწრაფად მოიმატებს და ლაზერის ცენტრალური ტალღის სიგრძე ტემპერატურის მატებასთან ერთად გადაინაცვლებს.გაზრდის ღრუსთვის, მას შემდეგ, რაც ტუმბოს შუქი შედის აქტიურ ბოჭკოში, მისი მხოლოდ ნაწილი გარდაიქმნება ლაზერულ გამომუშავებად, ხოლო დანარჩენი ენერგია გარდაიქმნება სითბოს ენერგიად.თერმული ენერგია გაზრდის გამაძლიერებელი გარემოს ტემპერატურას, რაც გამოიწვევს ფლუორესცენციის სპექტრის გაფართოებას და სპონტანური ემისიის ხანმოკლე სიცოცხლეს, რითაც ამცირებს ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობას.აქედან გამომდინარე, თერმული მართვას აქვს უმნიშვნელო მნიშვნელობა ბოჭკოვანი ლაზერებისთვის.დღესდღეობით, თერმული მართვის საყოველთაოდ გამოყენებული ტექნოლოგიები ძირითადად ჰაერით გაგრილებულია და წყლის გაგრილებით.მათ შორის ჰაერით გაგრილებული სითბოს გაფრქვევის ტექნოლოგია ძირითადად გამოიყენება დაბალი სიმძლავრის პულსირებული ლაზერებში და დაბალი სიმძლავრის უწყვეტი ლაზერებში.საშუალო და მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერების უმეტესობა იყენებს წყლის გაგრილებულ სითბოს გაფრქვევას, როგორც სითბოს ძირითად გაფრქვევას.

სითბოს გაფანტვის ორი გზა

1. წყლის გაგრილება

როგორც სახელი გულისხმობს, წყლის გაგრილება არის წყლის გამოყენება სითბოს გადამცვლელის საშუალებით (როგორიცაა წყლის გაგრილების ფირფიტა).მისი მუშაობის პრინციპიც ძალიან მარტივია, ანუ ჩილერში ცივი წყალი წყლის მილით მიედინება სითბოს გადამცვლელში და შემდეგ გამოდის სითბოს გადამცვლელის სხვა პორტიდან და შემდეგ ისევ ჩილერში მიედინება წყლის მილით. .ლაზერის შიგნიდან გადის სითბო.

წყლის გაგრილებით სითბოს გაფრქვევის მეთოდს აქვს მარტივი სტრუქტურა და მარტივი შენარჩუნება;სითბოს გაფრქვევის უნარი ძლიერია და ტემპერატურის ერთგვაროვნება კარგია.ლაზერის გაგრილების მოქმედება შეიძლება გაუმჯობესდეს უფრო დიდი გაგრილების ტევადობის მქონე ჩილერის გამოყენებით.დღეისათვის ბაზარზე 500-ზე მეტი მწარმოებელი აერთიანებს და ყიდის ხელის ლაზერული შედუღების აპარატებს და ისინი ძირითადად იყენებენ წყლის გაგრილებას.თუმცა, ლაზერის გარდა, ხელის ლაზერული შედუღების მანქანა წყლის გაგრილებით ასევე საჭიროებს დამატებით ჩილერებს და წყალს, რაც იწვევს აღჭურვილობის საერთო მოცულობისა და წონის მნიშვნელოვან ზრდას და შეზღუდული გამოყენების გარემოს.

2. ჰაერის გაგრილება

ფართო გაგებით, ჰაერით გაგრილებული სითბოს გაფრქვევა გულისხმობს ვენტილატორების გამოყენებას ჰაერის კონვექციის გასაძლიერებლად და აპარატის შიგნით სითბოს სრული გაცვლის მიზნით.ტექნოლოგიის გაუმჯობესებით, ლაზერის მსხვილმა მწარმოებლებმა დაიწყეს ფეხის დადგმა ჰაერის გაგრილებისა და სითბოს გაფრქვევის სფეროში.გასული წლის ივნისში გლობალურმა ბოჭკოვანი ლაზერის გიგანტმა I კომპანიამ გამოუშვა ჰაერით გაგრილებული LightWELD 1500W ხელის ლაზერული შედუღების პროდუქტი;აგვისტოში GW-მ გამოუშვა ჰაერით გაგრილებული A1500W ინტელექტუალური ლაზერული შედუღების მანქანა ჩინეთში;ოქტომბერში კომპანია Reci-მ ასევე გამოუშვა FCA1500 ჰაერით გაგრილებული ლაზერული შედუღების მანქანა.ლაზერული.

▲ ჰაერით გაგრილებული ლაზერული შემდუღებელი: reci, IPG, GW

(სურათი მოდის ინტერნეტიდან, თუ რაიმე დარღვევაა, გთხოვთ დაგვიკავშირდეთ წასაშლელად)

ეს სამი ლაზერი ძირითადად გამიზნულია ხელის ლაზერული შედუღების ბაზრის სეგმენტზე.ჰაერით გაგრილებულ ლაზერებს შეუძლიათ სამუშაო უფრო მოქნილი და პორტატული გახადონ.სამივე ლაზერი იყენებს ჰაერით გაგრილებული სითბოს გაფრქვევას დამატებითი წყლის გაგრილების აღჭურვილობის გარეშე, რაც ამცირებს ხარჯებს.ამავდროულად, მნიშვნელოვნად მცირდება აღჭურვილობის ზომა და წონა.მიუხედავად იმისა, რომ მათ ორივეს ჰაერით გაგრილებულ ლაზერებს უწოდებენ, ჰაერით გაგრილებული სითბოს გაფრქვევის სქემები განსხვავებულია, მათ შორის ვენტილატორის გაგრილება, სითბოს მილის რადიატორის გაგრილება და კომპრესორის გაგრილება და გაგრილება.(1) ვენტილატორის სითბოს გაფრქვევა ლაზერში, ტუმბოს წყაროსა და გამაძლიერებლის ღრუში წარმოქმნილი სითბო იფანტება კარგი თბოგამტარობის მქონე სუბსტრატის გამოყენებით (როგორიცაა სპილენძი, ალუმინის ნიტრიდი და ა.შ.), შემდეგ კი სითბო იფანტება კონვექციით.ამ მეთოდს ეწოდება კონვექციური გაგრილება.კონვექციური სითბოს გადაცემა შეიძლება დაიყოს ბუნებრივ კონვექციად და იძულებითი კონვექციის სითბოს გაფრქვევად სითხის ნაკადის მამოძრავებელი ძალის მიხედვით.გარე ძალის არარსებობის შემთხვევაში, მხოლოდ სითხის ტემპერატურულ განსხვავებას შეუძლია სითხის სპონტანურად დინება სითბოს გადაცემის ჩასატარებლად, რასაც ჩვენ ბუნებრივ კონვექციას ვუწოდებთ;როდესაც არსებობს გარეგანი მამოძრავებელი ძალა, ანუ სითხე ამოძრავებს გულშემატკივრებს, გულშემატკივრებს და სხვა კომპონენტებს.ნაკადი, რითაც ხსნის სითბოს, ჩვენ მას იძულებით კონვექციას ვუწოდებთ.სითბოს უკიდურესად ნელი გაფრქვევისა და ბუნებრივი კონვექციის ცუდი ეფექტის გამო, იგი სრულად ვერ აკმაყოფილებს ლაზერების სითბოს გაფრქვევის მოთხოვნებს.ამიტომ, მთელი გაგრილების სისტემას უნდა დაემატოს ვენტილატორი, რათა დააჩქაროს ჰაერის ნაკადი და გადააქციოს ბუნებრივი კონვექცია იძულებით კონვექციად.

▲ ვენტილატორის გაგრილების პრინციპი

(2) სითბოს მილის რადიატორი სითბოს გასაფანტად

სითბოს მილის რადიატორის სითბოს გაფრქვევა ნიშნავს, რომ სითბოს მილი ეყრდნობა სამუშაო სითხის ფაზურ ცვლილებას თავის შიგნით სითბოს გადაცემის მისაღწევად.ამ სითხეს აქვს დაბალი დუღილის წერტილი და ადვილად აორთქლდება.სითბოს მილის ერთი ბოლო არის აორთქლების ბოლო, რომელიც დაკავშირებულია ლაზერის შიგნით გამათბობელთან;მეორე ბოლო არის კონდენსაციის ბოლო, რომელიც დაკავშირებულია გარე გამათბობელთან და ვენტილატორით.მილის კედელს აქვს სითხის შთამნთქმელი ფითილი, რომელიც შედგება კაპილარული ფოროვანი მასალებისგან.ლაზერის გაცხელებისას თბება აორთქლებადი ბოლო, სამუშაო სითხე სწრაფად აორთქლდება, ორთქლი მიედინება კონდენსატორულ ბოლოში წნევის სხვაობის ქვეშ და გამოიყოფა სითბო, რომელიც გამოიყოფა ვენტილატორის მეშვეობით;ამავდროულად, ორთქლი კვლავ კონდენსირდება სითხეში და სითხე მიედინება უკან აორთქლების განყოფილებაში ფითილის გავლით.(თუ ეს არის გრავიტაციული სითბოს მილი, არ არის ფითილი და სითხე ეკვრის მილის კედელს და მიედინება უკან ქვედა აორთქლების განყოფილებაში გრავიტაციით).ეს ციკლი არ ჩერდება და სითბო ლაზერის შიგნიდან გარედან გადადის.

▲ სითბოს მილის რადიატორის სითბოს გაფრქვევის პრინციპი

IPG-ის LightWELD 1500 ხელის ლაზერული შედუღების სისტემა იყენებს სითბოს მილის რადიატორის გაგრილების ხსნარს.LightWELD-ის დიზაინი და წარმოება ხასიათდება მცირე ზომითა და მსუბუქი წონით, რაც განაპირობებს ცვლილებების ახალ თაობას მიმდინარე ხელის ლაზერული შედუღების აპარატში.შედუღების გარდა, ის ასევე ახორციელებს ხელის ლაზერული შედუღებისა და გაწმენდის ფუნქციებს.LightWELD ხელის ლაზერული შედუღების აპარატი იყენებს ჰაერის გაგრილების მეთოდს, დამატებითი ჩილერის აღჭურვილობის მიერ მოთხოვნილი ენერგიის მოხმარების გარეშე, აღმოფხვრის ჩილერის მილსადენებს, კომპონენტებს, საკონტროლო და ტექნიკური კავშირებს, ამცირებს ხარჯებს და ზრდის პორტაბელურობას და აუმჯობესებს სისტემის საერთო საიმედოობას.

▲ LightWELD 1500 ხელის ლაზერული შედუღების სისტემა

(სურათი მოდის ინტერნეტიდან, თუ რაიმე დარღვევაა, გთხოვთ დაგვიკავშირდეთ წასაშლელად)

(3) კომპრესორის გაგრილება და გაგრილება

კომპრესორის გაგრილებისა და სითბოს გაფრქვევის პრინციპი: კომპრესორი შეკუმშავს მაცივარს, აქცევს მაცივარს მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის გაზად და მიედინება გარე კონდენსატორში.მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის გაზი კონდენსირებულია დაბალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის სითხეში, ხოლო გათხევადების შედეგად წარმოქმნილი სითბო გამოიყოფა მანქანიდან ვენტილატორით.დაბალი ტემპერატურის და მაღალი წნევის თხევადი გამაგრილებელი დეპრესია ხდება გაფართოების სარქვლის მეშვეობით და ხდება დაბალი ტემპერატურის, დაბალი წნევის, ადვილად აორთქლებადი მდგომარეობა და მიედინება შიდა აორთქლებამდე.აორთქლება შთანთქავს სითბოს, რათა შეამციროს ლაზერის შიდა ტემპერატურა გაგრილების ეფექტის მისაღწევად, შემდეგ კი გამაგრილებელი ორთქლდება მაღალი ტემპერატურისა და დაბალი წნევის გაზად.აორთქლების მიერ აორთქლებული გაზის გამაგრილებელი ნივთიერება კვლავ შეკუმშულია კომპრესორის მიერ და ცირკულირებს წინ და უკან, რაც აცნობიერებს სითბოს გაფრქვევას მანქანაში.

▲ კომპრესორის გაგრილებისა და სითბოს გაფრქვევის პრინციპი

GW Laser-ის მიერ გამოშვებული A1500W ჭკვიანი ჰაერით გაგრილებული ხელის შედუღების მანქანა იყენებს კომპრესორის გაგრილებისა და სითბოს გაფრქვევის სქემას.GW Laser ორიენტირებულია 976 ნმ ტექნოლოგიის უწყვეტ კვლევასა და ინოვაციებზე

მაღალი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობასთან ერთად 976 ნმ, მან კრეატიულად გადაჭრა ჰაერით გაგრილების სიმძლავრის პრობლემა და გამოუშვა პირველი ჰაერით გაგრილებული 976 ნმ ტექნოლოგია ინდუსტრიაში, რომელმაც გადაჭრა ენერგიის მოხმარებისა და პორტაბელურობის პრობლემები და კიდევ ერთხელ ხელმძღვანელობდა ბოჭკოვანი ლაზერების ტექნოლოგიური განვითარების მიმართულება.ამ მოდელმა გააცნობიერა შედუღების, ჭრის და გაწმენდის ფუნქცია სამში ერთში.

▲ GW Laser A1500W Smart Air-cooled Handheld Welder

გაგრილების რამდენიმე მეთოდის შედარება

ვენტილატორის გაგრილების სტრუქტურა შედარებით მარტივია.ის უბრალოდ ავრცელებს სითბოს გამათბობელში გამათბობელზე და შემდეგ იყენებს ტემპერატურულ განსხვავებას გამათბობელსა და ატმოსფერულ ჰაერს შორის სითბოს გასაფანტად ვენტილატორის იძულებითი კონვექციის გზით.როდესაც ზაფხულში ატმოსფერული ტემპერატურა ძალიან მაღალია, ტემპერატურული სხვაობა გამათბობელსა და ჰაერს შორის ძალიან მცირეა და სითბოს გაფრქვევის უნარი მნიშვნელოვნად შემცირდება.მას შეუძლია მხოლოდ პასიურად გაანადგუროს სითბო, დიდ გავლენას ახდენს გარემოზე და ზუსტად ვერ აკონტროლებს ტემპერატურას.უპირატესობა ის არის, რომ საერთო აღჭურვილობა და კონტროლის სისტემა მარტივია.

ვენტილატორის გაგრილების მარტივ მეთოდთან შედარებით, სითბოს მილის რადიატორს უფრო მეტი სითბოს მილები აქვს, ამიტომ მისი სტრუქტურა შედარებით რთულია.იგი ეყრდნობა სამუშაო მასალის აორთქლებასა და კონდენსაციას, რათა სწრაფად გადაიტანოს სითბო გამათბობელიდან გამათბობელში და შემდეგ გაავრცელოს სითბო ჰაერში ვენტილატორის მეშვეობით.იგი ასევე მიეკუთვნება სითბოს პასიურ გაფრქვევას, რომელიც ზუსტად ვერ აკონტროლებს ტემპერატურას და დიდად არღვევს გარემომცველ ტემპერატურას.

კომპრესორის გაგრილებისა და სითბოს გაფრქვევის სქემა მიეკუთვნება აქტიურ სითბოს გაფრქვევას.კომპრესორისა და გაფართოების სარქვლის არსებობის გამო, ტემპერატურის ზუსტად კონტროლი შესაძლებელია მაცივრის ნაკადის და წნევის რეგულირებით.ამავდროულად, კონდენსატორში მაცივრის ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე გამათბობელის ტემპერატურა, რაც ხელს უწყობს სითბოს სწრაფ წარმოქმნას.ჰაერში გადაცემული.მისი კონტროლის სისტემა უფრო რთულია;ამავდროულად, იმის გამო, რომ მისი სტრუქტურა ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე ზემოთ მოცემული ორი სქემა, შესაბამისად იზრდება აღჭურვილობის მოცულობა და წონაც.

ტრადიციული ბოჭკოვანი ლაზერების უმეტესობა იყენებს წყლის გაგრილებას სითბოს გასაფანტად.ჯერ წყალი გაცივდება კომპრესორის მაცივრით, შემდეგ კი ლაზერი გაცივდება წყლით.Guanghui Laser-ის ჰაერით გაგრილებული სითბოს გაფრქვევის სქემა პირდაპირ იყენებს კომპრესორის გაგრილებას ლაზერის გასაგრილებლად, წყლის არსებობაზე უარის თქმის და შუალედური სითბოს გადაცემის კავშირის აღმოფხვრას, ასე რომ სითბოს გაფრქვევის ეფექტურობა უფრო მაღალია და მოცულობა და წონა შეიძლება შემცირდეს.

ლაბორატორიაში ვიყენებთ მუდმივი ტემპერატურისა და ტენიანობის ტესტის ყუთს 35°C-ის დასაყენებლად ზაფხულში მაღალი ტემპერატურის გამოყენების გარემოს სიმულაციისთვის და ვამოწმებთ ლაზერის შიდა მომატებული ბოჭკოს ტემპერატურის ცვლილებას ჰაერის გაგრილების სხვადასხვა სქემებით. სრული სიმძლავრით 1500 W..ექსპერიმენტული მონაცემებიდან აშკარად ჩანს, რომ ბოჭკოების ტემპერატურა ექსპონენტურად იზრდება პირველ წუთებში და სტაბილიზდება დაახლოებით 10 წუთის განმავლობაში.კომპრესორის გამაგრილებელი ეფექტის გამო ლაზერის აქტიური გაცივება შესაძლებელია, ამიტომ ტემპერატურის კონტროლი შესაძლებელია 60 °C-ზე დაბლა, ხოლო ტემპერატურის ცვლილება შედარებით სტაბილურია;ხოლო დანარჩენ ორს შეუძლია დაეყრდნოს მხოლოდ პასიურ სითბოს გაფრქვევას, ამიტომ შიდა ტემპერატურა ოდნავ მაღალია, ვიდრე კომპრესორის გაგრილების სქემა;სითბოს მილის მაღალი სითბოს გადაცემის ეფექტურობის გამო, სითბოს კარგად გატანა შესაძლებელია ლაზერის შიგნიდან, ამიტომ მისი შიდა ტემპერატურა უფრო დაბალია ვიდრე სუფთა ვენტილატორის ტემპერატურაზე და ტემპერატურის მატება უფრო რბილია.

▲ ტემპერატურის ცვლილება დროთა განმავლობაში, როდესაც ლაზერი გამოსცემს 1.5 კვტ ლაზერს ჰაერის გაგრილების სხვადასხვა სქემით

(ლაბორატორიული მონაცემები, შეიძლება იყოს გადახრები საველე გამოყენებისგან)

ეპილოგი

ბოჭკოვანი ლაზერების სფეროში GW Laser ყოველთვის მიზნად ისახავს გლობალური ლაზერული გიგანტის IPG-ს.Guanghui-ის უნიკალური ბრენდის უპირატესობაა სამხედრო ხარისხის პროდუქციის შექმნა.მრავალი წლის წინ, GW Laser-მა დაიწყო სამეცნიერო კვლევითი ძალების ორგანიზება ჰაერის გაგრილებისა და სითბოს გაფრქვევის უწყვეტი კვლევის ჩასატარებლად.მომავალში, ჩვენ გავაგრძელებთ ამ ასპექტის გაუმჯობესებას, მუდმივად გავაუმჯობესებთ პროდუქტების სტაბილურობას, გავაცნობიეროთ პროდუქტებისა და ტექნოლოგიების განმეორებითი განახლება და დავაკმაყოფილოთ მეტი ინდუსტრიის საჭიროებები.გადამუშავების საჭიროებები