İki tür fiber lazer mevcuttur: tek-mod ve çoklu-mod. Kullanılacak en iyi olanı seçerken mikro kaynak uygulamalarındaki farklılıklarının dikkate alınması gerekir.
Tek-modlu fiber lazerler, 10 mikron kadar küçük odaklanmış ışınlar üretmek için çekirdek çapı yaklaşık 9 mikron olan fiberler kullanır. Bu onları lazer kesim uygulamaları için ideal kılar. Ancak kaynak için dar kaynak genişliği çoğu üretim montaj toleransına uymayabilir.
Çok modlu fiber lazerler, çekirdek çapı 50-300 mikron olan fiberleri kullanarak daha düşük yoğunlukta ve daha düzgün bir "tepesi düz" ışın üretir. Bu, erime bölgesinin genişlemesini kolaylaştırır ve diğer lazer türlerinin aksine lazer mikro kaynak ihtiyaçlarını daha iyi karşılar.
Bu şekil, fiberden çıkan lazeri ve güç yoğunluğu kesitini- iki modda gösterir.
Kaynak bağlantıları için lazer hizalamayı düşünün. Kirişin bağlantı hattı ile hizalanması için, istifleme konumunun toleransı ve kaynak kenarları arasındaki boşluk nedeniyle tipik olarak en az 200 mikronluk bir nokta boyutuna ihtiyaç duyulur. Bununla birlikte, tek-modlu bir fiber lazer kullanarak bu kadar büyük bir nokta elde etmek, 2-3 feet'lik bir odak uzaklığı gerektirecektir ve bu, kaynak sistemleri için pratik değildir. Ayrıca, tek modlu lazerin merkez gücü kenara doğru azalarak enerjinin küçük bir alanda yoğunlaşmasına neden olur. Bağlantıdaki boşluklar, alttan kesikler veya doldurulmamış alanlar gibi kaynak sorunlarına neden olabilir. Ayrıca yüksek lazer yoğunluğu fazla malzemeyi ortadan kaldırabilir.
Çok modlu fiber lazer ışınları, istikrarlı bir kaynak işlemi için eşit yoğunluk dağılımı sunar. Kaynak yüzeyindeki boşluklardan daha az etkilenirler ve daha fazla malzemeyi eritebilen daha güçlü bir profile sahiptirler ve başarılı bir kaynak için gerekli olan boşlukları etkili bir şekilde kapatırlar.
0,06-inç kalınlığındaki paslanmaz çelikten tek-modlu ve çoklu-modlu lazerlerin kaynak kesiti-aşağıda gösterilmektedir.
Kullanılan tek-modlu fiber lazerin gücü 500W, hızı 300ipm ve nokta boyutu 30 mikrondu. Kullanılan çok-modlu fiber lazerin gücü 700W, hızı 100ipm ve nokta boyutu 150 mikrondu. İkinci çok modlu fiber lazerin gücü 1 kW, hızı 80 ipm ve nokta boyutu 250 mikrondu.
Doğru Teknolojiyi Seçmek: Tek Modlu ve Çok Modlu Lazerler
O gelincelazer mikro kaynakuygun fiber lazer modunun seçilmesi, optimum kaynak kalitesine ulaşmak ve maliyet-etkinliğini korumak açısından çok önemlidir. Tek-modlu ve çok modlu fiber lazerler arasındaki seçim temel olarak üretim montaj toleranslarınıza, bağlantı konfigürasyonlarınıza ve malzeme kalınlığınıza bağlıdır. Endüstriyel uygulamalarınız için bilinçli bir karar vermenize yardımcı olmak amacıyla, her iki lazer tipinin önemli farklılıklarını, teknik parametrelerini ve deneysel performans verilerini aşağıdaki kapsamlı karşılaştırma tablosunda özetledik:
| Karşılaştırma Metrikleri | Tek-modlu Fiber Lazer | Çok Modlu Fiber Lazer |
| Çekirdek Çapı | Yaklaşık. 9 mikron | 50–300 mikron |
| Odak Noktası Boyutu | Yaklaşık. 10 mikrona kadar odaklanmış | Tipik olarak 200 mikron veya daha fazlasını gerektirir (deneysel testlerde 150 μm ve 250 μm kullanılmıştır) |
| Kiriş Profili ve Yoğunluğu | Dar ışın; güç yoğunluğu kenara doğru azalır; Küçücük bir alanda oldukça yoğunlaştırılmış enerji. | Daha düşük tepe yoğunluğuna ve daha yüksek tekdüzeliğe sahip "düz tepeli" bir ışın profili oluşturur. |
| Montaj Toleransı Uyarlaması | Fakir. Dar kaynak genişliği çoğu üretim montaj toleransına uymayabilir; son derece yüksek eklem hizalama doğruluğu gerektirir. | İyi. Düzgün yoğunluk dağılımı, stabil bir kaynak işlemi sağlar ve kaynak yüzeyindeki boşluklardan daha az etkilenir. |
| Eklem Aralığı Kusur Riskleri | Yüksek. Boşluklar, alttan kesikler veya doldurulmamış alanlar gibi kaynak sorunlarına neden olabilir; yüksek lazer yoğunluğu fazla malzemeyi de kaldırabilir. | Düşük. Başarılı bir kaynak için gerekli boşlukları etkili bir şekilde kapatarak daha fazla malzemeyi eriten daha güçlü bir kiriş profiline sahiptir. |
| Tipik Uygulama Senaryoları | 1. Lazer kesim uygulamaları için idealdir. 2. İstenilen nüfuz derinliğine ulaşırken daha az lazer gücü gerektiren yüksek-hızlı bindirme kaynağı ve sıkı bağlantılar için uygundur. |
1. Lazer mikro kaynak uygulamaları için idealdir. 2. Montaj boşluklarının ve belirli kaynak genişliklerinin gerekli olduğu standart ve hassas kaynak işleri için-çok uygundur. |
| Deneysel Veri Karşılaştırması (0,06 inç kalınlığında paslanmaz çelik üzerinde) |
Güç: 500W Hız: 300 görüntü/dakika Nokta Boyutu: 30 mikron (Özellik: Daha düşük güçte istenilen penetrasyon derinliğine ulaşır) |
Durum 1: Güç: 700 W / Hız: 100 ipm / Spot Boyutu: 150 mikron Durum 2: Güç: 1kW / Hız: 80 ipm / Spot Boyutu: 250 mikron (Özellik: Daha stabil bir proses ve daha geniş kaynak profili sağlar) |
Tek-modlu fiber lazerler, belirli durumlarda lazer mikro kaynak için kullanışlıdır. İstenilen nüfuz derinliğini elde ederken, yüksek-hızlı bindirme kaynağı ve daha az lazer gücüyle sıkı bağlantılar için kullanılabilirler. Bu amaçla çok modlu lazerler de kullanılabilir.