Dürli ýadro diametrli lazerleriň kebşirleme täsirleriniň deňeşdirilmegi

Lazer bilen kebşirlemeküznüksiz ýa-da impulsly lazer şöhlelerini ulanmak arkaly gazanyp bolýar. Prinsiplerilazer bilen kebşirlemekýylylyk geçirijilik kebşirleme we lazer çuň penetrasiýa kebşirlemesine bölünip bilner. Kuwwat dykyzlygy 104 ~ 105 W/sm2-den az bolanda, ol ýylylyk geçirijilik kebşirlemesidir. Bu wagtda penetrasiýa çuňlugy ýüzbe-ýüz we kebşirleme tizligi haýal bolýar; kuwwat dykyzlygy 105 ~ 107 W/sm2-den ýokary bolanda, metal ýüzi gyzgynlyk sebäpli "deşiklere" içine çümýär we çuň penetrasiýa kebşirlemesini emele getirýär, bu bolsa çalt kebşirleme tizligi we uly tarap gatnaşygy häsiýetlerine eýedir. Ýylylyk geçirijilik prinsipilazer bilen kebşirlemekbolýar: lazer şöhlelenmesi işlenmeli ýüzü gyzdyrýar we ýüzüň ýylylygy ýylylyk geçirijiligi arkaly içerki bölege ýaýraýar. Lazer impulsynyň giňligi, energiýasy, iň ýokary güýji we gaýtalanma ýygylygy ýaly lazer parametrlerini dolandyrmak arkaly iş bölegi belli bir ereýän howuz emele getirmek üçin ereýär.

Lazerli çuňňur penetrasiýa kebşirlemesi, adatça, materiallary birleşdirmegi tamamlamak üçin üznüksiz lazer şöhlesini ulanýar. Onuň metallurgik fiziki prosesi elektron şöhle kebşirlemesine örän meňzeýär, ýagny energiýany öwürmek mehanizmi "açar deşigi" gurluşy arkaly tamamlanýar.

Ýeterlik derejede ýokary kuwwatly dykyzlykly lazer şöhlelenmesi astynda material bugarýar we kiçi deşikler emele gelýär. Bug bilen doldurylan bu kiçi deşik gara jisim ýaly bolup, düşýän şöhle energiýasynyň ähli energiýasyny diýen ýaly özüne siňdirýär. Deşikdäki deňagramlylyk temperaturasy takmynan 2500-e ýetýär.°C. Yssylyk ýokary temperaturaly deşigiň daşky diwaryndan geçirilýär we deşigiň daşyndaky metalyň eremegine sebäp bolýar. Kiçi deşik şöhle şöhlesiniň şöhlelendirilmegi astynda diwar materialynyň üznüksiz buharlanmagy netijesinde emele gelýän ýokary temperaturaly bug bilen doldurylýar. Kiçi deşigiň diwarlary ereýän metal bilen gurşalan, suwuk metal bolsa gaty materiallar bilen gurşalan (köp adaty kebşirleme proseslerinde we lazer geçirijilik kebşirlemesinde energiýa ilki iş böleginiň ýüzüne ýerleşdirilýär we soňra iç tarapa geçirilip daşalýar). Deşigiň diwarynyň daşyndaky suwuklyk akymy we diwar gatlagynyň ýüzleý dartgynlylygy deşigiň boşlugynda üznüksiz döreýän bug basyşy bilen bir fazada bolýar we dinamiki deňagramlylygy saklaýar. Şöhle kiçi deşige üznüksiz girýär we kiçi deşigiň daşyndaky material üznüksiz akýar. Şöhle hereket edende, kiçi deşik hemişe durnukly akym ýagdaýynda bolýar.

Başgaça aýdylanda, kiçi deşik we deşigiň diwaryny gurşap alýan ereýän metal, pilot şöhlesiniň öňe tizligi bilen öňe hereket edýär. Erýän metal kiçi deşik aýrylandan soň galan boşlugy doldurýar we şoňa görä kondensasiýa bolýar we kebşirleme emele gelýär. Bularyň hemmesi şeýle çalt bolýar welin, kebşirleme tizligi minutda birnäçe metre aňsatlyk bilen ýetip bilýär.

Kuwwat dykyzlygynyň, ýylylyk geçirijiliginiň we çuňňur penetrasiýa kebşirlemesiniň esasy düşünjelerini düşünenden soň, biz indi dürli özen diametrleriniň kuwwat dykyzlygynyň we metallografiki fazalarynyň deňeşdirme seljermesini geçireris.

Bazardaky umumy lazer özen diametrlerine esaslanýan kebşirleme tejribeleriniň deňeşdirilmegi:

Dürli ýadro diametrlerine eýe bolan lazerleriň fokus nokadynyň ýerleşişiniň güýç dykyzlygy

Kuwwat dykyzlygy nukdaýnazaryndan, şol bir güýçde, özen diametri näçe kiçi bolsa, lazeriň ýagtylygy şonça ýokary we energiýa şonça köp jemlenen bolýar. Eger lazer ýiti pyçak bilen deňeşdirilse, özen diametri näçe kiçi bolsa, lazer şonça ýiti bolýar. 14 um özen diametrindäki lazeriň kuwwat dykyzlygy 100 um özen diametrindäki lazeriň kuwwat dykyzlygyndan 50 esse köp we gaýtadan işlemek ukyby has güýçli bolýar. Şol bir wagtyň özünde, bu ýerde hasaplanan kuwwat dykyzlygy diňe ýönekeý ortaça dykyzlykdyr. Hakyky energiýa paýlanyşy takmynan Gauss paýlanyşydyr we merkezi energiýa ortaça kuwwat dykyzlygyndan birnäçe esse köp bolar.

Dürli ýadro diametrleri bilen lazer energiýasynyň paýlanyşynyň shematiki diagrammasy

Energiýa paýlanyş diagrammasynyň reňki energiýa paýlanyşydyr. Reňk näçe gyzyl bolsa, energiýa şonça ýokary bolýar. Gyzyl energiýa energiýanyň jemlenen ýeridir. Dürli ýadro diametrli lazer şöhleleriniň lazer energiýa paýlanyşy arkaly lazer şöhlesiniň öň tarapynyň ýiti däldigini we lazer şöhlesiniň ýitidigini görmek bolýar. Energiýa näçe kiçi bolsa, bir nokada şonça köp jemlenen bolsa, şonça-da ýiti we onuň deşilme ukyby şonça-da güýçli bolýar.

Dürli ýadro diametrli lazerleriň kebşirleme täsirleriniň deňeşdirilmegi

Dürli ýadro diametrli lazerleriň deňeşdirilmegi:

(1) Synagda 150 mm/s tizlik, fokus pozisiýasynda kebşirleme ulanylýar we material 1 seriýaly alýumin, 2 mm galyňlykda;

(2) Özen diametri näçe uly bolsa, ereme giňligi şonça uly, ýylylyk täsir edýän zona şonça uly we birlik kuwwatynyň dykyzlygy şonça kiçi. Özen diametri 200 um-dan geçende, alýumin we mis ýaly ýokary reaksiýaly erginlerde penetrasiýa çuňlugyna ýetmek aňsat däl we has ýokary çuň penetrasiýa kebşirlemesi diňe ýokary güýç bilen amala aşyrylyp bilner;

(3) Kiçi ýadroly lazerler ýokary kuwwatly dykyzlyga eýedir we ýokary energiýaly we kiçi ýylylyk täsir edýän zolaklary bolan materiallaryň ýüzünde açar deşiklerini çalt deşip bilýär. Şeýle-de bolsa, şol bir wagtyň özünde, kebşirleme ýüzü gödek bolýar we açar deşiginiň ýykylma ähtimallygy pes tizlikli kebşirleme wagtynda ýokary bolýar we açar deşigi kebşirleme sikliniň dowamynda ýapylýar. Sikl uzyn we kemçilikler we gözenekler ýaly kemçilikleriň ýüze çykmagy mümkin. Ol ýokary tizlikli gaýtadan işlemek ýa-da aýlanýan traýektoriýa bilen gaýtadan işlemek üçin amatlydyr;

(4) Uly ýadro diametrindäki lazerleriň has uly ýagtylyk nokatlary we has köp ýaýran energiýasy bar, bu bolsa olary lazeriň ýüzüni gaýtadan eremek, örtmek, ýumşatmak we beýleki prosesler üçin has amatly edýär.