Parathënie
Me aplikimin në rritje të lazerëve me fibra, besueshmëria e lazerëve me fibra ka tërhequr gjithnjë e më shumë vëmendje, duke përfshirë besueshmërinë e performancës së daljes së lazerit, besueshmërinë e komponentëve elektronikë, besueshmërinë e pajisjeve optike, besueshmërinë e sistemeve, etj. Prisni.Shumica e tyre janë të lidhura ngushtë me vetitë termike të vetë lazerit.Për më tepër, temperatura ka një ndikim të madh në performancën e lazerit, veçanërisht në fuqinë dalëse dhe stabilitetin e daljes së lazerit.
Nxehtësia e lazerit me fibra vjen kryesisht nga burimi i pompës dhe zgavra e fitimit.Për burimin e pompës, efikasiteti i tij i konvertimit është rreth 50%, që do të thotë gjithashtu se një energji ekuivalente me fuqinë optike të daljes gjenerohet në formën e nxehtësisë.Nëse nxehtësia nuk mund të shpërndahet në kohë, temperatura e çipit të brendshëm do të rritet me shpejtësi dhe gjatësia e valës qendrore të lazerit do të zhvendoset ndërsa temperatura rritet.Për zgavrën e fitimit, pasi drita e pompës hyn në fibrën e fitimit aktiv, vetëm një pjesë e saj shndërrohet në dalje lazer, dhe pjesa tjetër e energjisë shndërrohet në energji termike.Energjia termike do të rrisë temperaturën e mediumit të fitimit, duke rezultuar në zgjerimin e spektrit të fluoreshencës dhe një jetëgjatësi të shkurtër të emetimit spontan, duke ulur kështu efikasitetin e konvertimit të energjisë.Prandaj, menaxhimi termik ka një rëndësi jo të papërfillshme për lazerët me fibra.Aktualisht, teknologjitë e zakonshme të menaxhimit termik janë kryesisht të ftohura me ajër dhe me ujë.Midis tyre, teknologjia e shpërndarjes së nxehtësisë me ftohje me ajër përdoret kryesisht në lazerët me pulsim me fuqi të ulët dhe lazer të vazhdueshëm me fuqi të ulët.Shumica e lazerëve me fibra me fuqi të mesme dhe të lartë përdorin shpërndarjen e nxehtësisë të ftohur me ujë si shpërndarjen kryesore të nxehtësisë.
Dy mënyra për të shpërndarë nxehtësinë
1. Ftohja me ujë
Siç nënkupton edhe emri, ftohja me ujë është përdorimi i ujit për të hequr nxehtësinë përmes një shkëmbyesi nxehtësie (si pllakë ftohëse uji).Parimi i tij i punës është gjithashtu shumë i thjeshtë, domethënë, uji i ftohtë në ftohës derdhet në shkëmbyesin e nxehtësisë përmes tubit të ujit, dhe më pas del nga një portë tjetër e shkëmbyesit të nxehtësisë, dhe më pas rrjedh përsëri në ftohës përmes tubit të ujit. .Nxehtësia largohet nga pjesa e brendshme e lazerit.
Metoda e shpërndarjes së nxehtësisë së ftohur me ujë ka një strukturë të thjeshtë dhe është e lehtë për t'u mirëmbajtur;kapaciteti i shpërndarjes së nxehtësisë është i fortë dhe uniformiteti i temperaturës është i mirë.Performanca e ftohjes së lazerit mund të përmirësohet duke përdorur një ftohës me një kapacitet ftohës më të madh.Aktualisht, ka më shumë se 500 prodhues që integrojnë dhe shesin në treg makinat e saldimit me lazer në dorë, dhe ato në përgjithësi përdorin ftohje me ujë.Megjithatë, përveç vetë lazerit, makina e saldimit me lazer me ftohje me ujë kërkon gjithashtu ftohës dhe ujë shtesë, gjë që rezulton në një rritje të konsiderueshme të vëllimit dhe peshës së përgjithshme të pajisjes dhe në mjedise të kufizuara përdorimi.
2. Ftohja e ajrit
Në një kuptim të gjerë, shpërndarja e nxehtësisë e ftohur me ajër i referohet përdorimit të ventilatorëve për të përmirësuar konvekcionin e ajrit dhe shkëmbimin e plotë të nxehtësisë brenda makinës.Me përmirësimin e teknologjisë, prodhuesit kryesorë të lazerëve kanë filluar të vënë këmbë në fushën e ftohjes së ajrit dhe shpërndarjes së nxehtësisë.Në qershor të vitit të kaluar, kompania gjigante globale e lazerit me fibra I lançoi produktin e saldimit me lazer me ftohje me ajër LightWELD 1500W;në gusht, GW lançoi në Kinë makinën inteligjente të saldimit me lazer A1500W të ftohur me ajër;në tetor, kompania Reci lëshoi gjithashtu makinën e saldimit me lazer FCA1500 me ftohje me ajër.lazer.
▲ Saldator me lazer i ftohur me ajër: reci, IPG, GW
(Fotoja vjen nga interneti, nëse ka ndonjë shkelje, ju lutemi na kontaktoni për ta fshirë)
Këta tre lazer synojnë kryesisht segmentin e tregut të saldimit me lazer me dorë.Lazerët me ftohje me ajër mund ta bëjnë punën më fleksibël dhe të lëvizshme.Të tre lazerët përdorin shpërndarjen e nxehtësisë të ftohur me ajër pa pajisje shtesë për ftohjen e ujit, gjë që redukton kostot.Në të njëjtën kohë, madhësia dhe pesha e pajisjes zvogëlohen ndjeshëm.Edhe pse të dy quhen lazer me ftohje me ajër, skemat e shpërndarjes së nxehtësisë të ftohur me ajër të përdorura janë të ndryshme, duke përfshirë ftohjen me ventilator, ftohjen e radiatorit të tubit të nxehtësisë dhe ftohjen dhe ftohjen e kompresorit.(1) Shpërndarja e nxehtësisë së ventilatorit Në lazer, nxehtësia e krijuar brenda burimit të pompës dhe zgavrës së fitimit shpërndahet duke përdorur një nënshtresë me përçueshmëri të mirë termike (si bakri, nitridi alumini, etj.), dhe më pas nxehtësia shpërndahet me konvekcion.Kjo metodë quhet ftohje me konvekcion.Transferimi konvektiv i nxehtësisë mund të ndahet në konvekcion natyror dhe shpërndarje të nxehtësisë me konvekcion të detyruar sipas forcës lëvizëse të rrjedhës së lëngut.Në mungesë të forcës së jashtme, vetëm ndryshimi i temperaturës së lëngut mund të bëjë që lëngu të rrjedhë spontanisht për të kryer transferimin e nxehtësisë, të cilën ne e quajmë konvekcion natyral;kur ekziston një forcë lëvizëse e jashtme, domethënë, lëngu drejtohet nga ventilatorë, tifozë dhe përbërës të tjerë.rrjedha, duke hequr kështu nxehtësinë, ne e quajmë atë konvekcion të detyruar.Për shkak të shpërndarjes jashtëzakonisht të ngadaltë të nxehtësisë dhe efektit të dobët të konvekcionit natyror, ai nuk mund të përmbushë plotësisht kërkesat e shpërndarjes së nxehtësisë së lazerit.Prandaj, është e nevojshme të shtoni një tifoz në të gjithë sistemin e ftohjes për të shpejtuar rrjedhën e ajrit dhe për ta kthyer konvekcionin natyror në konvekcion të detyruar.
▲ Parimi i ftohjes së ventilatorit
(2) Radiator i tubit të nxehtësisë për të shpërndarë nxehtësinë
Shpërndarja e nxehtësisë së radiatorit të tubit të nxehtësisë do të thotë që tubi i nxehtësisë mbështetet në ndryshimin e fazës së lëngut të punës brenda vetes për të arritur transferimin e nxehtësisë.Ky lëng ka një pikë vlimi të ulët dhe avullohet lehtë.Një fund i tubit të nxehtësisë është fundi i avullimit, i cili është i lidhur me lavamanin e nxehtësisë brenda lazerit;skaji tjetër është fundi i kondensimit, i cili është i lidhur me lavamanin e jashtëm të nxehtësisë dhe ventilatorin.Muri i tubit ka një fitil thithës të lëngjeve, i cili përbëhet nga materiale poroze kapilare.Kur lazeri nxehet, skaji avullues nxehet, lëngu i punës avullon me shpejtësi, avulli rrjedh në skajin e kondensimit nën diferencën e presionit dhe nxehtësia lëshohet, e cila shkarkohet përmes ventilatorit;në të njëjtën kohë, avulli kondensohet përsëri në lëng dhe lëngu rrjedh përsëri në seksionin e avullimit përmes fitilit.(Nëse është një tub nxehtësie nga graviteti, nuk ka fitil, dhe lëngu ngjitet në murin e tubit dhe rrjedh përsëri në pjesën e poshtme të avullimit nga graviteti).Ky cikël nuk ndalet, dhe nxehtësia transferohet nga brenda lazerit në pjesën e jashtme.
▲ Parimi i shpërndarjes së nxehtësisë së radiatorit të tubit të nxehtësisë
Sistemi i saldimit me lazer LightWELD 1500 të IPG-së përdor një zgjidhje ftohëse të radiatorit të tubit të nxehtësisë.Dizajni dhe prodhimi i LightWELD karakterizohet nga madhësia e vogël dhe pesha e lehtë, gjë që çon në një gjeneratë të re ndryshimesh në makinën aktuale të saldimit me lazer në dorë.Përveç saldimit, ai realizon edhe funksionet e saldimit dhe pastrimit me lazer në dorë.Makina e saldimit me lazer LightWELD miraton metodën e ftohjes së ajrit, pa konsumin e energjisë që kërkohet nga pajisjet shtesë të ftohësit, duke eliminuar tubacionet e ftohësit, përbërësit, lidhjet e kontrollit dhe mirëmbajtjes, duke ulur kostot duke rritur transportueshmërinë dhe duke përmirësuar besueshmërinë e përgjithshme të sistemit.
▲ Sistemi i saldimit me lazer LightWELD 1500
(Fotoja vjen nga interneti, nëse ka ndonjë shkelje, ju lutemi na kontaktoni për ta fshirë)
(3) Ftohja dhe ftohja e kompresorit
Parimi i ftohjes dhe shpërndarjes së nxehtësisë së kompresorit: Kompresori ngjesh ftohësin, e kthen ftohësin në gaz me temperaturë të lartë dhe presion të lartë dhe rrjedh në kondensatorin e jashtëm.Gazi me temperaturë të lartë dhe presion të lartë kondensohet në një lëng me temperaturë të ulët dhe presion të lartë, dhe nxehtësia e krijuar nga lëngëzimi shkarkohet nga makina me ventilator.Ftohësi i lëngshëm me temperaturë të ulët dhe me presion të lartë shtypet përmes valvulës së zgjerimit dhe bëhet një gjendje me temperaturë të ulët, presion të ulët, që avullohet lehtë dhe rrjedh në avulluesin e brendshëm.Avulluesi thith nxehtësinë për të ulur temperaturën e brendshme të lazerit për të arritur efektin e ftohjes, dhe më pas ftohësi avullohet në një gaz me temperaturë të lartë dhe presion të ulët.Ftohësi i gazit i avulluar nga avulluesi ngjesh përsëri nga kompresori dhe qarkullon përpara dhe mbrapa, gjë që realizon shpërndarjen e nxehtësisë brenda makinës.
▲ Parimi i ftohjes së kompresorit dhe shpërndarjes së nxehtësisë
Makina inteligjente e saldimit me ftohje me ajër A1500W e lëshuar nga GW Laser përdor skemën e ftohjes dhe shpërndarjes së nxehtësisë së kompresorit.GW Laser fokusohet në eksplorimin dhe inovacionin e vazhdueshëm të teknologjisë 976 nm
I kombinuar me efikasitetin e lartë të konvertimit fotoelektrik prej 976 nm, zgjidhi në mënyrë krijuese problemin e kapacitetit të ftohjes me ajër dhe lançoi teknologjinë e parë 976 nm të ftohur me ajër në industri, e cila zgjidhi problemet e konsumit të energjisë dhe transportueshmërisë, dhe përsëri udhëhoqi drejtimi i zhvillimit teknologjik të lazerëve me fibra.Ky model ka realizuar funksionin tre në një të saldimit, prerjes dhe pastrimit.
▲ Saldator dore inteligjent me ftohje me ajër GW Laser A1500W
Krahasimi i disa metodave të ftohjes
Struktura e ftohjes së ventilatorit është relativisht e thjeshtë.Ai thjesht shpërndan nxehtësinë në lavamanin e nxehtësisë në lavamanin e nxehtësisë dhe më pas përdor ndryshimin e temperaturës midis ftohësit dhe ajrit të ambientit për të shpërndarë nxehtësinë përmes konvekcionit të detyruar të ventilatorit.Kur temperatura e ambientit është shumë e lartë në verë, diferenca e temperaturës midis ftohësit dhe ajrit është shumë e vogël dhe kapaciteti i shpërndarjes së nxehtësisë do të reduktohet shumë.Ai mund të shpërndajë vetëm në mënyrë pasive nxehtësinë, ndikohet shumë nga mjedisi dhe nuk mund të kontrollojë me saktësi temperaturën.Avantazhi është se pajisjet e përgjithshme dhe sistemi i kontrollit janë të thjeshta.
Krahasuar me metodën e thjeshtë të ftohjes me ventilator, radiatori i tubit të nxehtësisë ka më shumë tuba nxehtësie, kështu që struktura e tij është relativisht e ndërlikuar.Ai mbështetet në avullimin dhe kondensimin e materialit të punës për të transferuar shpejt nxehtësinë nga ngrohësi në lavamanin e nxehtësisë dhe më pas për të shpërndarë nxehtësinë në ajër përmes ventilatorit.I përket gjithashtu shpërndarjes pasive të nxehtësisë, e cila nuk mund të kontrollojë me saktësi temperaturën dhe shqetësohet shumë nga temperatura përreth.
Skema e ftohjes dhe shpërndarjes së nxehtësisë së kompresorit i përket shpërndarjes aktive të nxehtësisë.Për shkak të ekzistencës së kompresorit dhe valvulës së zgjerimit, temperatura mund të kontrollohet saktësisht duke rregulluar rrjedhën dhe presionin e ftohësit.Në të njëjtën kohë, temperatura e ftohësit në kondensator është më e lartë se ajo e ftohësit, e cila është e favorshme për gjenerimin e shpejtë të nxehtësisë.transmetohet në ajër.Sistemi i tij i kontrollit është më i ndërlikuar;në të njëjtën kohë, për shkak se struktura e saj është shumë më e ndërlikuar se dy skemat e mësipërme, vëllimi dhe pesha e pajisjes gjithashtu rriten në përputhje me rrethanat.
Shumica e lazerëve tradicionalë të fibrave përdorin ftohjen e ujit për të shpërndarë nxehtësinë.Së pari, uji ftohet me ftohje me kompresor, dhe më pas lazeri ftohet me ujë.Skema e shpërndarjes së nxehtësisë së ftohur me ajër të Guanghui Laser përdor drejtpërdrejt ftohjen e kompresorit për të ftohur lazerin, duke braktisur ekzistencën e ujit dhe duke eliminuar lidhjen e ndërmjetme të transferimit të nxehtësisë, kështu që efikasiteti i shpërndarjes së nxehtësisë është më i lartë, dhe vëllimi dhe pesha mund të bëhen më të vogla.
Në laborator, ne përdorim një kuti testimi të temperaturës dhe lagështisë konstante për të vendosur 35°C për të simuluar mjedisin e përdorimit të temperaturës së lartë në verë dhe testojmë ndryshimin e temperaturës së fibrës së fitimit të brendshëm të lazerit me skema të ndryshme të ftohjes së ajrit në kushte me fuqi të plotë 1500 W..Nga të dhënat eksperimentale, mund të shihet qartë se temperatura e fibrës rritet në mënyrë eksponenciale në minutat e para dhe stabilizohet rreth 10 minuta.Për shkak të efektit ftohës të kompresorit, lazeri mund të ftohet në mënyrë aktive, kështu që temperatura mund të kontrollohet nën 60 °C dhe ndryshimi i temperaturës është relativisht i qëndrueshëm;ndërsa dy të tjerët mund të mbështeten vetëm në shpërndarjen pasive të nxehtësisë, kështu që temperatura e brendshme është pak më e lartë se ajo e skemës së ftohjes së kompresorit;, Për shkak të efikasitetit të lartë të transferimit të nxehtësisë së tubit të nxehtësisë, nxehtësia mund të eksportohet mirë nga brendësia e lazerit, kështu që temperatura e brendshme e tij është më e ulët se ajo e një ventilatori të pastër dhe rritja e temperaturës është më e butë.
▲ Temperatura ndryshon me kohën kur lazeri nxjerr lazer 1,5 kW me skema të ndryshme të ftohjes së ajrit
(të dhënat laboratorike, mund të ketë devijime nga përdorimi aktual në terren)
Epilogu
Në fushën e lazerëve me fibra, GW Laser ka synuar gjithmonë gjigantin global të lazerit IPG.Është avantazhi unik i markës së Guanghui për të krijuar produkte me cilësi ushtarake.Shumë vite më parë, GW Laser filloi të organizojë forca kërkimore shkencore për të kryer kërkime të vazhdueshme në ftohjen e ajrit dhe shpërndarjen e nxehtësisë.Në të ardhmen, ne do të vazhdojmë të përmirësojmë këtë aspekt, të përmirësojmë vazhdimisht stabilitetin e produkteve, të realizojmë përmirësime të vazhdueshme të produkteve dhe teknologjive dhe të plotësojmë nevojat e më shumë industrive.nevojat për përpunim
Koha e postimit: Mar-10-2022