Lazer bilen materiallaryň özara täsiri köp fiziki hadysalary we aýratynlyklary öz içine alýar. Indiki üç makala, kärdeşlerine has düşnükli düşünmek üçin lazer kebşirlemek prosesi bilen baglanyşykly üç esasy fiziki hadysany tanyşdyrar.lazer bilen kebşirlemek prosesi: lazeriň siňdiriş tizligine we ýagdaýyň üýtgemegine, plazma we açar täsirine bölünýär. Bu gezek lazeriň we materiallaryň ýagdaýynyň üýtgemegi we siňdiriş tizliginiň arasyndaky baglanyşygy täzeläris.
Lazer bilen materiallaryň özara täsiri sebäpli materiýanyň ýagdaýynyň üýtgemegi
Metal materiallary lazer bilen gaýtadan işlemek, esasan, fototermiki täsirleriň ýylylyk gaýtadan işlenmegine esaslanýar. Lazer şöhlelenmesi material ýüzüne ulanylanda, dürli güýç dykyzlygynda materialyň üstki meýdanynda dürli üýtgeşmeler bolup geçer. Bu üýtgeşmeler ýerüsti temperaturanyň ýokarlanmagy, eremegi, buglanmagy, açar çukurynyň emele gelmegi we plazma emele gelmegini öz içine alýar. Mundan başga-da, material üstündäki fiziki ýagdaýyň üýtgemegi materialyň lazeriň siňmegine uly täsir edýär. Kuwwat dykyzlygynyň we hereket wagtynyň ýokarlanmagy bilen demir material ýagdaýynda aşakdaky üýtgeşmeleri başdan geçirer:
Haçanlazer güýjidykyzlygy pes (<10 ^ 4w / cm ^ 2) we şöhlelenme wagty gysga, metal tarapyndan sorulýan lazer energiýasy diňe materialyň temperaturasynyň ýerden içerine ýokarlanmagyna sebäp bolup biler, ýöne gaty faza üýtgemez. . Esasan gurallar, dişli enjamlar we podşipnikler köplügi bilen bölekleýin berkitmek we fazany üýtgetmek gatylaşdyryjy bejergisi üçin ulanylýar;
Lazer kuwwatynyň dykyzlygynyň (10 ^ 4-10 ^ 6w / sm ^ 2) ýokarlanmagy we şöhlelenme wagtynyň uzalmagy bilen materialyň üstü kem-kemden ereýär. Giriş energiýasy artdygyça, suwuk gaty interfeýs kem-kemden materialyň çuň bölegine tarap hereket edýär. Bu fiziki amal, esasan, ýerüsti eriş, eritmek, örtmek we metallaryň ýylylyk geçirijilik kebşirlemek üçin ulanylýar.
Kuwwat dykyzlygyny has-da ýokarlandyrmak (> 10 ^ 6w / sm ^ 2) we lazeriň hereket wagtyny uzaltmak bilen, material üstü diňe bir eremän, bugarýar we buglanan maddalar material ýüzüne ýygnanýar we plazma emele getirýär. Bu inçe plazma materialyň lazeri siňdirmegine kömek edýär; Buglaşmagyň we giňelmegiň basyşy astynda suwuk ýer deformasiýa edýär we çukurlary emele getirýär. Bu etap, lazer kebşirlemek üçin ulanylyp bilner, adatça 0,5 mm aralykda mikro birikmeleriň ýylylyk geçirijilik kebşirlemesinde.
Kuwwat dykyzlygyny has-da ýokarlandyrmak (> 10 ^ 7w / sm ^ 2) we şöhlelenme wagtyny uzaltmak bilen, material üstü güýçli buglaşýar we ýokary ionlaşma derejesi bolan plazma emele getirýär. Bu dykyz plazma lazerde goraýjy täsir edip, lazer hadysasynyň materialdaky energiýa dykyzlygyny ep-esli peseldýär. Şol bir wagtyň özünde, uly bug reaksiýa güýji astynda eredilen metalyň içinde köplenç açar çukurlary diýlip atlandyrylýan ownuk deşikler emele gelýär, açar çukurlaryň bolmagy materialyň lazeri siňdirmegi üçin peýdalydyr we bu basgançak lazeriň çuň birleşmegi üçin ulanylyp bilner. kebşirlemek, kesmek we burawlamak, täsiriň gatylaşmagy we ş.m.
Dürli şertlerde dürli metal materiallarda lazer şöhlelenmesiniň dürli tolkun uzynlygy her etapda güýç dykyzlygynyň aýratyn bahalaryna sebäp bolar.
Lazeriň materiallar bilen siňdirilmegi nukdaýnazaryndan materiallaryň buglanmagy serhetdir. Haçan-da material buglanmasa, gaty ýa-da suwuk fazada bolsun, lazeriň siňdirilmegi diňe ýerüsti temperaturanyň ýokarlanmagy bilen haýal üýtgeýär; Material bugaryp, plazma we açar çukurlaryny emele getirenden soň, materialyň lazeriň siňdirilmegi birden üýtgär.
2-nji suratda görkezilişi ýaly, lazer kebşirleýiş wagtynda lazeriň material üstündäki siňdiriş tizligi lazer güýjüniň dykyzlygy we material üstü temperaturasy bilen üýtgeýär. Haçan-da material eremedik bolsa, materialyň ýeriň temperaturasynyň ýokarlanmagy bilen materialyň lazere siňdiriş tizligi ýuwaş-ýuwaşdan ýokarlanýar. Kuwwatyň dykyzlygy (10 ^ 6w / sm ^ 2) uly bolanda, material güýçli bugarýar we açar çukuryny emele getirýär. Lazer birnäçe şöhlelendirme we siňdiriş üçin açar çukuryna girýär, netijede materialyň lazeriň siňdiriş derejesi ep-esli ýokarlanýar we ereýän çuňlugy ep-esli ýokarlanýar.
Metal materiallar bilen lazeriň siňdirilmegi - tolkun uzynlygy
Aboveokardaky surat, otag temperaturasynda köplenç ulanylýan metallaryň şöhlelenmesi, siňdirilmegi we tolkun uzynlygynyň arasyndaky baglanyşyk egrisini görkezýär. Infragyzyl sebitde siňdiriş tizligi peselýär we tolkun uzynlygynyň ýokarlanmagy bilen şöhlelendirme ýokarlanýar. Metallaryň köpüsi 10,6um (CO2) tolkun uzynlygy infragyzyl ýagtylygy güýçli görkezýär, 1,06um (1060nm) tolkun uzynlygy infragyzyl şöhlesini gowşak görkezýär. Metal materiallar gök we ýaşyl çyra ýaly gysga tolkun uzynlygy lazerleri üçin has ýokary siňdiriş derejesine eýe.
Lazeriň metal materiallar tarapyndan siňdirilmegi - material temperaturasy we lazer energiýasynyň dykyzlygy
Alýumin garyndysyny mysal hökmünde alyp, material gaty bolanda, lazeriň siňdiriş derejesi 5-7% töweregi, suwuklygyň siňdiriş derejesi 25-35% -e çenli we açar çukury ýagdaýynda 90% -den ýokary bolup biler.
Materialyň lazere siňdiriş tizligi temperaturanyň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýar. Otag temperaturasynda metal materiallaryň siňdiriş derejesi gaty pes. Haçan-da temperatura ereýän nokada ýakynlaşanda, onuň siňdiriş derejesi 40% ~ 60% -e ýetip biler. Temperatura gaýnadýan nokada ýakyn bolsa, onuň siňdiriş derejesi 90% -e ýetip biler.
Metal materiallar bilen lazeriň siňdirilmegi - faceüzüň ýagdaýy
Adaty siňdiriş derejesi tekiz metal ýüz bilen ölçelýär, ýöne lazer bilen gyzdyrmagyň amaly ulanylyşynda, ýokary şöhlelenme sebäpli galp lehimlenmezlik üçin, belli bir ýokary şöhlelendiriji materiallaryň (alýumin, mis) siňdiriş tizligini ýokarlandyrmak zerurdyr;
Aşakdaky usullary ulanyp bolar:
1.
Coreadro, material ýüzüniň çişligini ýokarlandyrmak (köp lazer şöhlelenmesi we siňdirilmegi üçin amatly), şeýle hem örtük materialyny ýokary siňdiriş tizligi bilen ýokarlandyrmakdyr. Lazer energiýasyny siňdirip, ýokary siňdiriş derejesi materiallary arkaly eredip we üýtgäp, lazer ýylylygy materialyň siňdiriş tizligini ýokarlandyrmak we ýokary şöhlelenme hadysasy sebäpli ýüze çykan wirtual kebşirlemegi azaltmak üçin esasy materiallara iberilýär.
Iş wagty: Noýabr-23-2023
