Co to jest tryb pojedynczy? Co to jest wielomodowy?
Zasadnicza różnica między alaser jednomodowy i laser wielomodowypolega na tym, że laser jednomodowy ma tylko jeden mod w wiązce wyjściowej, podczas gdy laser wielomodowy ma wiele modów w wiązce wyjściowej;
Oznacza to, że tryb jednomodowy odnosi się do pojedynczego trybu dystrybucji energii lasera w płaszczyźnie dwuwymiarowej, a tryb wielomodowy odnosi się do pewnej liczby trybów dystrybucji nałożonych na siebie i utworzonych przez przestrzenny tryb dystrybucji energii. Na przykład twój laser ma 1064 nm, załóżmy, że trafiłeś wszystkie 1064, ale do celu, jeśli w tym samym czasie jest więcej niż jeden punkt, na przykład 10 pierścieni 9 pierścieni 7 pierścieni 2 pierścienie, wszystko, nawet duża dziura , czyli tryb wielopoprzeczny. Ale jeśli wystrzelisz wszystkie 10 pierścieni w jednym punkcie, to jest to pojedynczy tryb poziomy [1].
Możesz sobie wyobrazić tryb pojedynczy jako środek, który jest łukiem i strzałami, a tryb wielomodowy jako dół, który jest łukiem i strzałami.
W zakresie dystrybucji energii:
W przemyśle często mówi się, że tryb pojedynczy odnosi się do trybu poprzecznego lasera, to znaczy, że w przekroju poprzecznym jest tylko jeden tryb, którym jest rozkład Gaussa, ognisko znajduje się od środka do krawędzi zewnętrznej, a gęstość energii lasera wynosi w porządku malejącym. Z kolei tryb wielomodowy przedstawia wiele punktów energetycznych w przekroju, a im więcej trybów, tym bardziej energia jest rozprowadzana w sposób płaski, w przenośni porównując do czerwonego frędzla i wilczego patyka .
Różnica między trybem pojedynczym a trybem wielomodowym waplikacje spawalniczejest to, że: jeśli chcesz spawać głębokim wtopem, nadaje się do trybu pojedynczego lub mniejszego, tryb pojedynczy ma zalety w spawaniu głębokiego wtopienia, spawaniu elektrodą, spawaniu pachwinowym itp. Wysoka gęstość energii jest łatwiejsza do osiągnięcia głębokości wtopienia .
Tryb wielomodowy jest odpowiedni do spawania płytkiego, dobrej płaskości i równomiernej energii spawania, ale także w celu uniknięcia strat jakości, takich jak ablacja i perforacja w środku spoiny, spowodowanych niską temperaturą topnienia materiału podstawowego. [1]
Jak pokazano powyżej: lewy rysunek przedstawia rozkład energii w jednym trybie podstawowym, rozkład energii w dowolnym kierunku poza środek koła ma postać krzywej Gaussa (rozkład normalny); poprawna figura to wielomodowy rozkład energii, którego istotą jest przestrzenny rozkład energii utworzony przez superpozycję wielu pojedynczych modów lasera, wynikiem wielomodowej superpozycji jest krzywa energii przybliżająca rozkład płaski.
Jak pokazano na rysunku: zakładając, że pionowa współrzędna krzywej reprezentuje gęstość energii, rozkład energii Gaussa klasy zielonej, rozkład energii wielomodowej klasy niebieskiej i wiązkę płaską klasy czerwonej, można zauważyć, że jednomodowy jest bardziej skoncentrowany pod względem gęstości energii i ma wyższą gęstość energii na jednostkę.
Ogólnie rzecz biorąc, jednomodowy wielomodowy można odróżnić od jakości wiązki laserowej M²:
Współczynnik M² oblicza się, dzieląc iloczyn rzeczywistej szerokości wiązki i kąta rozbieżności przez iloczyn idealnej szerokości wiązki i kąta rozbieżności, gdzie wiązka idealna jest zdefiniowana przez wiązkę Gaussa w trybie podstawowym, a szerokość wiązki przez moment drugiego rzędu. Gdy wiązka lasera przechodzi przez układ optyczny wolny od aberracji, jej współczynnik M² jest niezmiennikiem transmisji, a M² jest większy lub równy 1; im dalej M² odbiega od 1, tym gorsza jest jakość wiązki laserowej.
W zależności od M2 lasery można podzielić na trzy typy; M2 < 1,3 to czysty laser jednomodowy, M2 między 1,3 a 2,0 to laser quasi-jednomodowy, a M2 > 2,0 to laser wielomodowy.
Średnica rdzenia włókna laserowego jednomodowego jest mała (14um), energia jest rozkładem gaussowskim, ognisko jest małe, wysoka gęstość energii (ta sama moc, gęstość energii jest 4-10 razy większa niż wielomodowa), a strefa wpływu ciepła jest mała, szczególnie w przypadku wysokiego antystopu (aluminium, miedź) może natychmiast utworzyć dziurkę od klucza w stopionym basenie (gęstość energii jest znacznie większa niż wysoki próg topnienia antystopu), brak wysokiego odwrócenia, niełatwe do uszkodzenia włókno i może osiągnąć wysoką szybkość obróbki antystopowej, ale także w mikropołączeniach mają zalety.
wprowadzanie ciepła: energia jednomodowa jest bardziej skoncentrowana, mała strefa wpływu ciepła, mała pula stopu, małe odkształcenie termiczne, duża głębokość topnienia, wiązka jednomodowa jak ostry nóż, wielomodowa jak końcówka pocisku;
Proces spawania: jednomodowe otwarcie dziurki od klucza jest małe, wielomodowe otwarcie dziurki od klucza jest duże, co znajduje odzwierciedlenie w stabilności spawania, jednomodowe spawanie z niską prędkością nie jest stabilne, łatwo mieć odpryski i porowatość, trzeba dopasować głowicę oscylacyjną, lustro wibracyjne lub spawanie z dużą prędkością, odpryski spawalnicze o niskiej prędkości są większe, układanie cienkich płyt, spawanie napylające; odzwierciedlenie w metalografii jednomodowej ma większy stosunek głębokości do szerokości (stosunek głębokości metalograficznej do szerokości); wielomodowy może być wolny w spawaniu przewodzącym ciepło i przełączaniu spawania głębokiego, odpowiedni do łączenia i wysoce kompatybilny z fluktuacjami szczeliny;
Różnice w zastosowaniu: pojedynczy tryb ze względu na małą plamkę, koncentrację energii, dobrą penetrację, dokładniejszą kontrolę dopływu ciepła, bardziej odpowiedni do przetwarzania mikropołączeń (3C, medyczne itp.), ale moc nie jest wysoka (aktualne maksimum 3{{ 4}}W dojrzałej reklamie); tryb wielomodowy może zapewnić wyższą moc (10 000 watów), odpowiedni do spawania dużych powierzchni, wyższą kompatybilność z obróbką materiału o różnej grubości, dla różnych grubości, różnych szczelin, można zastosować różne materiały. Koszt wielu trybów ma również zalety.
