レーザーは動作状態からパルスレーザーとCW連続波レーザーに大別されますが、近年広く使われているレーザーにQCW準連続波レーザーがあります。 ここで、あまり馴染みのない QCW 準連続波レーザーに焦点を当ててみましょう。
1、QCWレーザーの原理
QCWレーザーとは英語の「Quasi Continuous Wave」の略称です。 ほぼ連続的な出力が得られる半導体レーザーです。 QCW レーザーは、1974 年にチェスター大学の Clauda A. Swenberg 教授によって初めて製造されました。QCW レーザーは、独自の充填モードを採用して連続レーザー出力を実現し、レーザー技術研究に新たな可能性をもたらします。 半導体レーザーにとって非常に重要で信頼性の高い技術と考えられているため、さまざまな応用最終技術分野で急速に適用されました。
QCW レーザーと従来のレーザーの違いは、ソリッドステート充填技術を採用していることであり、これにより LI 曲線 (注: レーザー強度と電流曲線) が大幅に変化します。つまり、曲線の傾きが大幅に減少します。 この特別な充填モードにより、QCW レーザーは一定期間にわたって比較的安定した出力パワーを達成できるため、ユーザーは連続レーザーと同様に安定した出力パワーを達成できます。
QCWレーザーには多くの利点があり、特に高出力、高効率、優れたビーム品質に加えて、小型で低コストなどの利点があり、さまざまなアプリケーションの要件を満たすことができます。 一方、そのレーザーの消費電力コストは他のレーザー、特に従来の YAG レーザーと比較して低く、経済的要件を満たすことができます。
QCW レーザーは、顧客の要件を満たすさまざまな用途に使用できる強力で信頼性の高い実用的なレーザーです。 これは研究者に新たな開発の可能性を提供し、レーザー技術に有益な改善をもたらします。
準連続ファイバーレーザー (QCW) はパルスモードと連続 (CW) モードの両方で動作できるため、以前は 2 つの異なるレーザーを必要としていたさまざまな加工タスクを 1 台のレーザーで処理できます。 したがって、処理上の利点もさらに多くなります。 以下では、いくつかの業界での加工事例を通じて、QCW レーザーの加工上の利点を分析します。
2、以下ではアプリ側から詳しく説明します
1) 3C エレクトロニクス産業 (iPhone の充電ケーブルプラグのレーザースポット溶接を例に挙げます)
応用例：携帯電話、PAD、コンピュータ充電ケーブルなどの3C製品プラグのレーザースポット溶接。
アプリケーション要件: {{0}}.3 mm ステンレス鋼レーザー スポット溶接をステンレス鋼基板に溶接し、溶接点の直径は 0.1 mm 未満です。
用途分析: YAG レーザー スポット溶接と比較して、QCW レーザー スポット溶接は小型で外観が平坦で、小さなプラグのレーザー溶接に適しています。
2) 電子部品ストリップのレーザースポット溶接
応用例: テープの各ロール間にレーザー溶接が必要で、その後赤銅のはんだテープをプレスして 3C 電子部品を形成します。
アプリケーション要件: 0.2mm 銅ストリップをレーザー溶接し、完全に溶接溶け込み、変形なし。
アプリケーション分析: 銅材料は反射率が高く、大きな単一パルスエネルギーと高いピークパワーを持つ QCW レーザーが最高のレーザー溶接効果をもたらします。 YAG レーザーのエネルギー出力は細かくないため、薄くて反射性の高い材料のレーザー溶接には適していません。
3) セラミック精密レーザー切断
応用例: 回路セラミック基板の精密レーザー切断。
用途要件: 0.5mm セラミック切断、底部にスラグの垂れ下がり、エッジの亀裂がなく、滑らか。
アプリケーション分析: QCW レーザーのピークパワーは高く、連続レーザー切断と比較して熱が小さく、セラミックは熱亀裂を起こしにくいです。
4) 動力用リチウム電池の電極キャップのレーザースポット溶接
適用例: 自動車用電源バッテリー用の 18650 などの円筒形リチウム電池電極キャップのレーザー スポット溶接。
アプリケーション要件: 0.2 mm ステンレス鋼電極キャップがアルミニウム ガスケットにレーザー スポット溶接されています。
用途分析: YAG レーザーと比較して、QCW レーザーは出力エネルギーがより均一で安定しており、エネルギー制御がより細かく、微細な薄肉材料のレーザー スポット溶接に適しています。
5) パワーリチウム電池耳のレーザースポット溶接
応用例: 自動車電源用角型リチウム電池電極のレーザースポット溶接。
アプリケーション要件: {{0}}.1mm ニッケル電極ラグが 0.1mm アルミニウム シェルにレーザー スポット溶接され、しっかりと溶接されています。
アプリケーション分析: YAG レーザーと比較して、QCW レーザーはより均一で安定した出力エネルギー、より細かいエネルギー制御を備えており、薄肉材料のレーザー スポット溶接により適しています。
6) 精密医療アクセサリーのレーザー溶接
応用例：医療用精密アクセサリーピラーとアクセサリートップキャップのレーザー溶接。
アプリケーション要件: {{0}}.2mm チタン合金ピラーは 0.2mm チタン合金キャップにレーザー溶接されており、しっかりしていて黒くなっていないことが必要です。
アプリケーション分析: QCW レーザーは小さなスポットと正確なエネルギー制御を備えているため、精密な医療アクセサリの溶接に適しています。
3、QCWレーザーのメリット
1) QCW レーザーは、小型で多様な互換性があり、市場にある従来の製品を直接置き換えて直接使用できます。 接続も簡単で、オフラインのシナリオにも適用できます。
2) QCW レーザー=パルス レーザーと連続レーザー。パルス モードと連続モードを切り替えて、前の 2 つの異なるレーザーの処理タスクを同時に処理できます。
3) QCW レーザーはピーク値と高いパルスパワーの特性を持ち、そのピークパワーは連続モード動作下で平均パワーの 10 倍に達することがあります。 パルスエネルギーの高い安定性、パルスエネルギーの安定性の変動は 2% 以下で、精密なレーザー溶接シーンに適しています。
4) QCW レーザーは、さまざまなアプリケーション要件 (レーザー溶接、レーザー切断) に応じてビーム モードとファイバー コア直径を選択でき、さまざまなアプリケーション シナリオに適したさまざまな出力コア直径を選択できます。
5) QCW レーザーは、従来のランプ励起 (YAG) レーザーを置き換えることができます。 QCW レーザー=Nd: YAG レーザー (穴あけ + 溶接) とファイバー レーザー (切断)。