連續式(CW)及準連續式(QCW)雷射源差異及應用領域

連續式雷射（CW）與準連續式雷射（QCW）之差異與在焊接、切割、打標應用中的影響

一、    雷射輸出型態基礎

項目	CW（連續式雷射）	QCW（準連續式雷射）
輸出波形	連續穩定光束	間歇式脈衝光束
峰值功率	等於平均功率	遠高於平均功率（短時間內集中輸出）
熱效應	穩定堆積、擴散較大	熱輸入集中、可控制熱影響區（HAZ）
輸出控制	簡單穩定	可精細調整（脈衝寬度、頻率、能量）

二、功率與能量參數比較

🔹 CW雷射功率公式：

CW雷射輸出為穩定連續波，其功率計算簡單：

輸出功率（W） = 能量 / 時間
 

例如：
•    若一台雷射持續輸出500 W，表示在任意一秒中都穩定提供500 J能量。

🔹 QCW雷射功率與脈衝能量：

QCW雷射的能量是以脈衝形式輸出，因此其平均功率與峰值功率的計算方式如下：

•    脈衝能量（E） = 峰值功率（P_peak） × 脈衝寬度（t_pulse）
•    平均功率（P_avg） = 脈衝能量 × 重複頻率（f）
•    或者：P_avg = P_peak × t_pulse × f

🧮 計算範例：

假設一台QCW雷射：

•    峰值功率：1500 W脈衝寬度：2 ms脈衝頻率：100 Hz
計算：
•    脈衝能量 = 1500 × 0.002 = 3 J
•    平均功率 = 3 × 100 = 300 W

可以看出，雖然它能瞬間輸出1500 W，但實際平均功率只有 300 W，這也是 QCW 能控制熱效應、但仍保有高能量密度的關鍵。
 

三、技術差異對三大應用的實際影響

🔧 焊接應用

比較項目	CW 雷射	QCW 雷射
熱源控制	持續加熱，熔池穩定但熱擴散大	脈衝加熱，控制精細，熱影響小
峰值功率影響	適合大焊縫、深焊	可產生高峰值功率，適合點焊/微焊
熱變形	熱堆積導致變形風險較高	脈衝加熱，變形可控
應用案例	鋰電池模組、大型鈑金焊接	醫療微焊（心導管、植入物）、電子零件焊接
加工穩定性	穩定，但精細度受限	精度高，熱應力控制佳

 

 

 
✂️ 切割應用

比較項目	CW 雷射	QCW 雷射
切割模式	持續加熱、連續熔切	高能量脈衝剝除材料，適合薄件
邊緣品質	較多熔渣、需後處理	邊緣平滑、毛邊少
熱影響	熱影響區大，材料可能翹曲	熱輸入集中短暫，邊緣無變形
適用材料	厚鋼板、鋁合金	薄膜金屬、形狀記憶合金（如NiTi）
加工尺寸	大面積、長距離	精密小區域、曲線或細線切割

 

✍️ 打標應用

比較項目	CW 雷射	QCW 雷射
打標深度	可深雕、燒蝕明顯	精細淺雕、邊緣銳利
精細程度	解像度中等	解像度高，邊緣清晰
熱傷害	熱效應大，周圍區域可能變色	熱集中，區域變色控制佳
材料適應性	適合塑膠、金屬	鈦、不鏽鋼、陶瓷等高硬度材料亦適用
應用案例	金屬牌、Logo、條碼標記	醫療器械序號、電子精密標示、刀具微標記

 

四、應用選擇建議（綜合性）

加工目標	推薦雷射源	原因
大面積、厚材料、高效率加工	CW	持續高功率輸出，效率高
精密焊接、熱變形控制嚴格	QCW	可調式脈衝能量，控制熱擴散
精細微切割或高對比打標	QCW	高峰值、高解像度，邊緣平整

 

資料來源: ChatGPT

圖片來源: Google