Açar deşikleriniň emele gelmegi we ösmegi:
Açar deşiginiň kesgitlemesi: Şöhle şöhlelenmesi 10 ^ 6W/sm ^ 2-den ýokary bolanda, materialyň ýüzi lazeriň täsiri astynda ereýär we bugarýar. Bugarma tizligi ýeterlik derejede uly bolanda, emele gelen bug yzyna gaýtmak basyşy suwuk metalyň ýüz dartgynlylygyny we suwuklyk agrawitasiýasyny ýeňip geçmek üçin ýeterlik bolýar, şeýdip suwuk metalyň käbir bölegini çykarýar, bu bolsa gyjyndyryş zolagyndaky ereýän howuzuň çökmegine we kiçi çukurlaryň emele gelmegine sebäp bolýar; Yşyk şöhlesi gönüden-göni kiçi çukuryň düýbüne täsir edýär, bu bolsa metalyň has-da eremegine we gazlaşmagyna sebäp bolýar. Ýokary basyşly bug çukuryň düýbündäki suwuk metaly ereýän howuzuň daşyna tarap akmaga mejbur edýär we kiçi deşigi has-da çuňlaşdyrýar. Bu proses dowam edýär we ahyrsoňy suwuk metalda açar deşigi ýaly deşik emele getirýär. Kiçi deşikdäki lazer şöhlesi tarapyndan döredilen metal bug basyşy suwuk metalyň ýüz dartgynlylygy we agrawitasiýa bilen deňagramlylyga ýetende, kiçi deşik indi çuňlaşmaýar we çuňlugy durnukly kiçi deşik emele getirýär, bu bolsa "kiçi deşik täsiri" diýlip atlandyrylýar.
Lazer şöhlesi iş bölegine görä hereket edende, kiçi deşik biraz yza egri öň tarapy we arka tarapynda aýdyň egri ters üçburçlugy görkezýär. Kiçi deşigiň öň gyrasy ýokary temperatura we ýokary bug basyşy bolan lazeriň täsir meýdanydyr, arka gyrasyndaky temperatura bolsa deňeşdirme boýunça pes we bug basyşy kiçi. Bu basyş we temperatura tapawudy astynda, ereýän suwuklyk kiçi deşigiň daşyndan öň ujundan arka ujuna akyp, kiçi deşigiň arka ujunda girdap emele getirýär we ahyrsoňy arka gyrada gatylaşýar. Lazer simulýasiýasy we hakyky kebşirleme arkaly alnan açar deşiginiň dinamiki ýagdaýy ýokardaky suratda görkezilen: Kiçi deşikleriň morfologiýasy we dürli tizliklerde hereket wagtynda töweregindäki ereýän suwuklygyň akymy.
Kiçi deşikleriň bolmagy sebäpli, lazer şöhlesiniň energiýasy materialyň içine aralaşyp, bu çuň we dar kebşirleme tikişini emele getirýär. Lazeriň çuň penetrasiýa kebşirleme tikişiniň adaty kese-kesiş morfologiýasy ýokardaky suratda görkezilen. Kebşirleme tikişiniň penetrasiýa çuňlugy açar deşiginiň çuňlugyna golaýdyr (takygy, metallografik gatlak açar deşiginden 60-100 um çuňrak, bir suwuk gatlak az). Lazer energiýasynyň dykyzlygy näçe ýokary bolsa, kiçi deşik şonça çuň we kebşirleme tikişiniň penetrasiýa çuňlugy şonça uly bolýar. Ýokary kuwwatly lazer kebşirlemesinde kebşirleme tikişiniň iň ýokary çuňlugynyň giňlige gatnaşygy 12:1-e ýetip biler.
Siňdirilişiň analizilazer energiýasyaçar deşigi tarapyndan
Kiçi deşikler we plazma emele gelmezden öň, lazeriň energiýasy esasan ýylylyk geçirijiligi arkaly iş böleginiň içine geçirilýär. Keşlemek prosesi geçiriji keşlemeklige degişlidir (içerki çuňlugy 0,5 mm-den az) we materialyň lazeriň siňdiriş tizligi 25-45% aralygynda. Açar deşigi emele gelenden soň, lazeriň energiýasy esasan iş böleginiň içki bölegi tarapyndan açar deşigi täsiri arkaly siňdirilýär we keşlemek prosesi çuň peşer keşlemeklige öwrülýär (içerki çuňlugy 0,5 mm-den köp), siňdiriş tizligi 60-90% -den ýokary ýetip biler.
Lazer bilen kebşirlemek, kesmek we deşmek ýaly işlemeleriň dowamynda lazeriň siňdirilişini güýçlendirmekde açar deşiginiň täsiri örän möhüm rol oýnaýar. Açar deşigine girýän lazer şöhlesi deşigiň diwaryndan köp sanly şöhlelenmeler arkaly diýen ýaly doly siňdirilýär.
Umuman, açar deşiginiň içinde lazeriň energiýany siňdiriş mehanizminiň iki prosesden ybaratdygyna ynanylýar: ters siňdiriş we Frenel siňdiriş.
Açar deşiginiň içindäki basyş deňagramlylygy
Lazer bilen çuňňur penetrasiýa arkaly kebşirleme wagtynda material güýçli buglanmaga sezewar bolýar we ýokary temperaturaly bug tarapyndan döredilen giňelme basyşy suwuk metaly çykaryp, kiçi deşikleri emele getirýär. Materialyň bug basyşyndan we ablýasiýa basyşyndan (buglanma reaksiýa güýji ýa-da yzyna gaýtmak basyşy diýlip hem atlandyrylýar) başga-da, ýerüsti dartgynlylyk, agyrlyk güýjünden dörän suwuk statik basyş we kiçi deşigiň içinde ereýän materialyň akymy sebäpli döreýän suwuklyk dinamiki basyşy hem bar. Bu basyşlaryň arasynda diňe bug basyşy kiçi deşigiň açylmagyny saklaýar, beýleki üç güýç bolsa kiçi deşigi ýapmaga çalyşýar. Kebşirleme prosesinde açar deşiginiň durnuklylygyny saklamak üçin bug basyşy beýleki garşylyklary ýeňip geçmek we deňagramlylyga ýetmek üçin ýeterlik bolmaly, açar deşiginiň uzak möhletli durnuklylygyny saklamaly. Ýönekeýleşdirmek üçin, açar deşiginiň diwaryna täsir edýän güýçleriň esasan ablýasiýa basyşy (metal bug yzyna gaýtmak basyşy) we ýerüsti dartgynlylykdygy umumy kabul edilýär.
Açar deşiginiň durnuksyzlygy
Arka plan: Lazer materiallaryň ýüzünde täsir edip, köp mukdarda metalyň bugarmagyna sebäp bolýar. Yzyna gaýtma basyşy ereýän howuza basyş edip, açar deşiklerini we plazmany emele getirýär, netijede ereýän çuňlugyň artmagyna getirýär. Hereket etmek prosesinde lazer açar deşiginiň öňki diwaryna urýar we lazeriň material bilen degýän ýeri materialyň güýçli bugarmagyna sebäp bolýar. Şol bir wagtyň özünde açar deşiginiň diwarynda massa ýitgisi başdan geçirilýär we bugaryş suwuk metala basyş edýän yza gaýtma basyşyny emele getirýär, bu bolsa açar deşiginiň içki diwarynyň aşak tarap üýtgemegine we açar deşiginiň düýbünden ereýän howuzyň arka tarapyna hereket etmegine sebäp bolýar. Suwuk ereýän howuzyň öňki diwardan arka diwara üýtgemesi sebäpli açar deşiginiň içindäki göwrüm yzygiderli üýtgeýär. Açar deşiginiň içki basyşy hem şoňa görä üýtgeýär, bu bolsa sepilen plazmanyň göwrüminiň üýtgemegine getirýär. Plazma göwrüminiň üýtgemegi lazer energiýasynyň goragynyň, döwülmeginiň we siňdirilişiniň üýtgemegine getirýär, netijede lazeriň materialyň ýüzüne ýetýän energiýasynyň üýtgemegine getirýär. Bütin proses dinamiki we döwürleýin bolup, netijede arra dişi şekilli we tolkunly metalyň içine girip, deň derejede tekiz girip bolmaýar. Ýokardaky suratda kebşiň merkezine parallel uzynlyk boýunça kesmek arkaly alnan kebşiň merkeziň kese-kesigi, şeýle hem açar deşiginiň çuňlugynyň üýtgemeginiň real wagt ölçegi görkezilýär.IPG-LDD subutnama hökmünde.
Açar deşiginiň durnuklylyk ugruny gowulandyryň
Lazer bilen çuňňur penetrasiýa arkaly kebşirleme wagtynda kiçi deşigiň durnuklylygyny diňe deşigiň içindäki dürli basyşlaryň dinamiki deňagramlylygy üpjün edip bolýar. Şeýle-de bolsa, deşigiň diwary tarapyndan lazer energiýasynyň siňdirilmegi we materiallaryň bugarmagy, metal bugunyň kiçi deşigiň daşyna çykmagy we kiçi deşigiň we ereýän howuzuň öňe hereketi örän güýçli we çalt proseslerdir. Käbir proses şertlerinde, kebşirleme prosesiniň käbir pursatlarynda, kiçi deşigiň durnuklylygynyň ýerli ýerlerde bozulyp, kebşirleme kemçiliklerine getirmegi mümkin. Iň tipiki we köp duş gelýänleri kiçi gözenekli gözeneklilik kemçilikleri we açar deşiginiň ýykylmagy sebäpli dörän çaýkanmalardyr;
Şeýlelikde, açar deşigini nädip durnuklaşdyrmaly?
Açar deşigi suwuklygynyň üýtgemesi deňeşdirme boýunça çylşyrymly we örän köp faktorlary öz içine alýar (temperatura meýdany, akym meýdany, güýç meýdany, optoelektron fizikasy), olary ýönekeýje iki kategoriýa jemlemek bolar: ýüzleý dartgynlylyk bilen metal bugunyň yzyna gaýtma basyşynyň arasyndaky gatnaşyk; Metal bugunyň yzyna gaýtma basyşy açar deşikleriniň döremegine gönüden-göni täsir edýär, bu bolsa açar deşikleriniň çuňlugy we möçberi bilen ýakyn baglanyşyklydyr. Şol bir wagtyň özünde, kebşirleme prosesinde metal bugunyň ýeke-täk ýokary hereket edýän maddasy hökmünde, ol çaýkamalaryň ýüze çykmagy bilen hem ýakyn baglanyşyklydyr; ýüzleý dartgynlylyk ereýän howuzuň akymyna täsir edýär;
Şeýlelik bilen, durnukly lazer kebşirleme prosesi, ereýän howuzda ýüz dartgynlylygynyň paýlanma gradiýentini köp üýtgemezden saklamaga baglydyr. Ýüz dartgynlylygy temperatura paýlanyşy bilen, temperatura paýlanyşy bolsa ýylylyk çeşmesi bilen baglanyşyklydyr. Şonuň üçin, kompozit ýylylyk çeşmesi we aýlawly kebşirleme durnukly kebşirleme prosesi üçin mümkin bolan tehniki ugurlar bolup biler;
Metal bugunyň we açar deşiginiň göwrümi plazma täsirine we açar deşiginiň ululygyna üns bermelidir. Deşik näçe uly bolsa, açar deşigi şonça uly we ereýän howuzuň aşaky nokadyndaky ujypsyz üýtgemeler, bu bolsa açar deşiginiň umumy göwrümine we içki basyş üýtgemelerine deňeşdirme boýunça az täsir edýär; Şeýlelik bilen, sazlanyp bilinýän halkaly lazer (halkaly nokat), lazer ýaýynyň rekombinasiýasyna, ýygylyk modulýasiýasyna we ş.m. giňeldip boljak ugurlardyr.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 1-nji dekabry
