Adaty kebşirleýiş tehnologiýasy bilen deňeşdirilende,lazer kebşirlemekKebşirlemegiň takyklygy, netijeliligi, ygtybarlylygy, awtomatlaşdyrylmagy we beýleki taraplarynda deňi-taýy bolmadyk artykmaçlyklary bar. Soňky ýyllarda awtoulag, energiýa, elektronika we beýleki ugurlarda çalt ösdi we 21-nji asyrda iň geljegi uly önümçilik tehnologiýalarynyň biri hasaplanýar.
1. Iki şöhleli synlazer kebşirlemek
Iki şöhlelazer kebşirlemekKebşirlemek üçin şol bir lazeri iki aýry ýagtylyga bölmek ýa-da CO2 lazeri, Nd: YAG lazeri we ýokary güýçli ýarymgeçiriji lazer ýaly birleşdirmek üçin iki dürli lazeri ulanmak üçin optiki usullary ulanmak. Hemmesini birleşdirip bolar. Esasan lazer kebşirlemegiň gurnama takyklygyna uýgunlaşmagyny çözmek, kebşirleýiş işiniň durnuklylygyny ýokarlandyrmak we kebşäniň hilini ýokarlandyrmak teklip edildi. Iki şöhlelazer kebşirlemekşöhläniň energiýa gatnaşygyny, şöhleleriň aralygyny, hatda iki lazer şöhlesiniň energiýa paýlanyş görnüşini üýtgedip, eriş howuzundaky açar çukurynyň barlygyny we suwuk metalyň akym görnüşini üýtgedip, kebşirleýiş temperatura meýdanyny amatly we çeýe sazlap biler. Kebşirleýiş amallarynyň has giň görnüşini üpjün edýär. Diňe uly artykmaçlyklary ýoklazer kebşirlemekaralaşmagy, çalt tizligi we ýokary takyklygy, ýöne adaty bilen kebşirlemek kyn materiallar we bogunlar üçin hem amatlydyrlazer kebşirlemek.
Iki şöhle üçinlazer kebşirlemek, ilki bilen goşa şöhleli lazeriň durmuşa geçiriş usullaryny ara alyp maslahatlaşýarys. Giňişleýin edebiýat goşa şöhleli kebşirlemegiň iki esasy ýolunyň bardygyny görkezýär: geçiriş fokusirlemek we şöhlelendirmek. Hususan-da, biri aýnalara ünsi jemlemek we aýnalary birleşdirmek arkaly iki lazeriň burçuny we aralygyny sazlamak arkaly gazanylýar. Beýlekisi lazer çeşmesini ulanmak arkaly gazanylýar we goşa şöhlelere ýetmek üçin aýnalary, geçiriji aýnalary we aýlaw şekilli aýnalary jemlemek arkaly gazanylýar. Birinji usul üçin esasan üç görnüş bar. Birinji görnüş, optiki süýümler arkaly iki lazeri jübütlemek we şol bir aýlanýan aýnanyň we fokus aýnasynyň aşagynda iki dürli şöhlelere bölmekdir. Ikinjisi, iki sany lazer degişli kebşirleýiş kelleleri arkaly lazer şöhlelerini çykarýar we kebşirleýiş kelleleriniň giňişlik ýagdaýyny sazlamak arkaly goşa şöhle emele gelýär. Üçünji usul, lazer şöhlesiniň ilki bilen 1 we 2 aýnalara bölünmegi, soňra bolsa degişlilikde 3 we 4 sany iki aýna gönükdirilmegi. Iki fokus nokadynyň arasyndaky ýerleşiş we aralyk 3 we 4 fokusly aýnalaryň burçlaryny sazlamak arkaly sazlanyp bilner. Ikinji usul, goşa şöhlelere ýetmek üçin ýagtylygy bölmek üçin gaty berk lazer ulanmak we burçy sazlamak we perspektiwaly aýna we fokus aýnasy arkaly aralyk. Aşakdaky birinji hatardaky soňky iki surat, CO2 lazeriniň spektroskopiki ulgamyny görkezýär. Tekiz aýna takyr şekilli aýna bilen çalşyrylýar we goşa şöhle paralel ýagtylyga ýetmek üçin ýagtylygy bölmek üçin fokus aýnasynyň öňünde goýulýar.
Jübüt şöhleleriň ýerine ýetirilişine düşünenimizden soň, kebşirleme ýörelgelerini we usullaryny gysgaça tanyşdyralyň. Iki şöhledelazer kebşirlemekamal, yzygiderli tertip, paralel tertip we gibrid tertip ýaly üç sany umumy şöhle bar. mata, ýagny kebşirleme ugrunda-da, kebşirleýiş dikligine-de uzaklyk bar. Suratyň soňky hatarynda görkezilişi ýaly, yzygiderli kebşirleýiş döwründe dürli nokatlaryň aralygynda görünýän ownuk deşikleriň we eredilen howuzlaryň dürli şekillerine görä, olary hasam eritmelere bölmek bolar. Üç ştat bar: howuz, umumy eredilen howuz we aýrylan eredilen howuz. Singleeke eredilen howuzyň we aýrylan eredilen howuzyň aýratynlyklary ýeke-täk häsiýetlere meňzeýärlazer kebşirlemek, san simulýasiýa diagrammasynda görkezilişi ýaly. Dürli görnüşler üçin dürli proses effektleri bar.
1-nji görnüş: Belli bir aralykda iki şöhle açary şol bir eredilen howuzda umumy uly açar emele getirýär; 1-nji görnüş üçin, bir çukuryň kiçijik deşik döretmek üçin, beýlekisiniň ýagtylygy bolsa ýokary uglerod poladyň we garyndy poladyň gurluş aýratynlyklaryny netijeli gowulandyryp bilýän ýylylygy bejermek üçin ulanylýar.
2-nji görnüş: Şol bir eredilen howuzda ýer aralygyny artdyryň, iki şöhläni iki sany garaşsyz açara bölüň we eredilen howuzyň akym görnüşini üýtgediň; 2-nji görnüş üçin, onuň funksiýasy iki sany elektron şöhlesini kebşirlemäge deňdir, degişli fokus uzynlygynda kebşirleýjini we tertipsiz kebşirlemegi azaldar.
3-nji görnüş: spoteriň arasyny hasam artdyryň we iki şöhläniň energiýa gatnaşygyny üýtgediň, şonuň üçin iki şöhläniň biri kebşirleýiş döwründe kebşirlemezden ýa-da kebşirlemeden soň gaýtadan işlemek üçin ýylylyk çeşmesi hökmünde ulanylar we beýleki şöhle ownuk deşikleri döretmek üçin ulanylýar. Gözleg 3 görnüşi üçin iki şöhläniň açar çukuryny emele getirýändigini, kiçijik deşigiň ýykylmagynyň aňsat däldigini we kebşäniň gözenek öndürmek aňsat däldigini ýüze çykardy.
2. Kebşirleýiş işiniň kebşirleýiş hiline täsiri
Kebşirleýiş tikişiniň emele gelmegine yzygiderli şöhle-energiýa gatnaşygy
Lazer güýji 2kW bolanda, kebşirlemegiň tizligi 45 mm / s, defokusyň mukdary 0mm, şöhläniň aralygy 3 mm, RS (RS = 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) üýtgedilende kebşiň üstki görnüşi suratda görkezilýär. RS = 0.50 we 2.00 bolanda, kebşirlemek ep-esli derejede çişirilýär we adaty balyk ölçeg nagyşlaryny emele getirmän kebşäniň gyrasynda has köp pytraňňy bolýar. Munuň sebäbi şöhläniň energiýa gatnaşygy gaty az ýa-da gaty uly bolanda, lazer energiýasy gaty jemlenip, kebşirleýiş döwründe lazer çukurynyň has çynlakaý yrgyldamagyna sebäp bolýar we bugyň gaýtadan basyşy eredilmeginiň we pytramagyna sebäp bolýar. eredilen howuzda howuz metal; Artykmaç ýylylyk alýumin garyndy tarapyndaky eredilen howuzyň aralaşmagynyň çuňlugyna sebäp bolýar we agyrlyk güýji astynda depressiýa sebäp bolýar. RS = 0.67 we 1.50 bolanda, kebşäniň üstündäki balyk masştabynyň nagşy birmeňzeş, kebşirleme görnüşi has owadan bolýar we kebşäniň üstünde kebşirleme gyzgyn çatryklar, gözenekler we beýleki kebşirleme kemçilikleri ýok. Kebşirleriň dürli şöhle energiýa gatnaşygy RS bilen kesiş şekilleri, suratda görkezilişi ýaly. Kebşirleriň kesişmesi adaty “çakyr aýna görnüşinde” bolup, kebşirleýiş işiniň lazer çuň aralaşmak kebşirleýiş tertibinde amala aşyrylandygyny görkezýär. Alýumin garyndy tarapynda kebşäniň P2 aralaşmagynyň çuňlugyna RS möhüm täsir edýär. Şöhle energiýa gatnaşygy RS = 0,5 bolanda, P2 1203.2 mikrondyr. Şöhläniň energiýa gatnaşygy RS = 0.67 we 1.5 bolanda, P2 ep-esli azalýar, degişlilikde 403,3 mikron we 93,6 mikron. Şöhläniň energiýa gatnaşygy RS = 2 bolanda, birleşýän kesişiň kebşirleýiş çuňlugy 1151,6 mikrondyr.
Kebşirleýiş tikişiniň emele gelmegine paralel şöhle-energiýa gatnaşygy
Lazer güýji 2,8kW bolanda, kebşirlemegiň tizligi 33mm / s, defokus mukdary 0mm, şöhläniň aralygy 1mm bolsa, kebşirleýiş ýeri şöhle energiýasynyň gatnaşygyny üýtgetmek arkaly alynýar (RS = 0.25, 0.5, 0.67, 1.5) , 2, 4) Daş görnüşi şekilde görkezilýär. RS = 2 bolanda, kebşäniň üstündäki balyk ölçeg nagşy birneme tertipsizdir. Beýleki bäş dürli şöhle energiýa gatnaşygy bilen alnan kebşäniň üstü gowy emele gelýär we gözenekler we dökülmeler ýaly görünýän kemçilikler ýok. Şonuň üçin goşa şöhleli seriýa bilen deňeşdirilendelazer kebşirlemek, paralel goşa şöhleleri ulanyp kebşirleme üstü has birmeňzeş we owadan. RS = 0.25 bolanda, kebşede azajyk depressiýa bolýar; şöhläniň energiýa gatnaşygy kem-kemden ýokarlanýar (RS = 0,5, 0.67 we 1.5), kebşäniň üstü birmeňzeş we depressiýa emele gelmeýär; şöhle şöhleleriniň gatnaşygy hasam ýokarlananda (RS = 1.50, 2.00), ýöne kebşäniň üstünde depressiýalar bolýar. Şöhle energiýa gatnaşygy RS = 0.25, 1.5 we 2 bolanda, kebşäniň kesiş görnüşi “çakyr aýna şekilli”; RS = 0.50, 0.67 we 1 bolanda, kebşäniň kesiş görnüşi “huni şekilli”. RS = 4 bolanda, diňe kebşäniň düýbünde çatryklar däl, eýsem kebşäniň orta we aşaky böleginde käbir gözenekler hem döreýär. RS = 2 bolanda kebşäniň içinde uly prosessor gözenekleri peýda bolýar, ýöne hiç hili çatryk görünmeýär. RS = 0,5, 0.67 we 1.5 bolanda, alýumin garyndy tarapyndaky kebşäniň aralaşma çuňlugy P2 has kiçi bolýar we kebşäniň kesişmesi gowy emele gelýär we kebşirlemegiň aç-açan kemçilikleri ýüze çykmaýar. Bular paralel goşa şöhleli lazer bilen kebşirlemek döwründe şöhle energiýasynyň gatnaşygynyň kebşäniň aralaşmagyna we kebşirleme kemçiliklerine hem möhüm täsir edýändigini görkezýär.
Paralel şöhle - şöhle aralygynyň kebşirleýiş tikişiniň emele gelmegine täsiri
Lazer güýji 2,8kW bolanda, kebşirlemegiň tizligi 33mm / s, defokusyň mukdary 0mm, şöhläniň energiýa gatnaşygy RS = 0.67 bolsa, şöhläniň aralygyny üýtgediň (d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) suratyň görkezişi ýaly kebşirlenen ýer morfologiýasy. D = 0,5mm, 1mm, 1,5mm, 2mm bolanda, kebşäniň üstü tekiz we tekiz we görnüşi owadan; Kebşiriň balyk masştabynyň nagşy yzygiderli we owadan, görünýän gözenekler, çatryklar we beýleki kemçilikler ýok. Şonuň üçin dört aralyk aralyk şertlerinde kebşirleýiş ýeri gowy emele gelýär. Mundan başga-da, d = 2 mm bolanda, iki sany paralel lazer şöhlesiniň indi eredilen howuzda hereket etmeýändigini we täsirli goşa şöhleli lazer gibrid kebşirlemesini emele getirip bilmejekdigini görkezýän iki dürli kebşir emele gelýär. Şöhle aralygy 0,5 mm bolanda, kebşir “huni şekilli”, alýumin garyndy tarapyndaky kebşäniň aralaşma çuňlugy 712,9 mikron, kebşäniň içinde hiç hili çatryk, gözenek we beýleki kemçilik ýok. Şöhle aralygy artmagy bilen, alýumin garyndy tarapyndaky kebşäniň giriş çuňlugy ep-esli azalýar. Şöhläniň aralygy 1 mm bolanda, alýumin garyndy tarapyndaky kebşäniň aralaşmagyň çuňlugy bary-ýogy 94,2 mikrondyr. Şöhle aralygy hasam artdygyça, kebşir alýumin garyndy tarapynda täsirli aralaşmagy emele getirmeýär. Şonuň üçin şöhläniň aralygy 0,5 mm bolanda, goşa şöhle rekombinasiýa täsiri iň gowusydyr. Şöhle aralygy artdygyça, kebşirleýiş ýylylyk girişi ep-esli azalýar we iki şöhleli lazer rekombinasiýa täsiri kem-kemden erbetleşýär.
Kebşirleýiş morfologiýasynyň tapawudy, kebşirleýiş döwründe eredilen howuzyň dürli akymy we sowadylmagy bilen ýüze çykýar. San simulýasiýa usuly diňe bir eredilen howuzyň stres derňewini has içginleşdirip bilmez, synag synagynyň bahasyny hem azaldyp biler. Aşakdaky suratda ýekeje şöhle, dürli tertip we ýer aralygy bilen ereýän howuzdaky üýtgeşmeler görkezilýär. Esasy netijelere şular girýär: (1) -eke şöhle wagtyndalazer kebşirlemekamal, eredilen howuz çukurynyň çuňlugy iň çuň, deşik çökmek hadysasy bar, deşik diwary tertipsiz we deşik diwarynyň golaýyndaky akym meýdany paýlanyşy deň däl; eredilen howuzyň yzky ýüzünde refleksiýa güýçli we eredilen howuzyň düýbünde ýokarky şöhle bar; surfaceerüsti eredilen howuzyň akym meýdany paýlanyşy birmeňzeş we haýal, eredilen howuzyň ini çuňluk ugry boýunça deň däl. Iki şöhleli kiçijik deşikleriň arasynda eredilen howuzda diwaryň gaýtadan basyşy sebäpli dörän bidüzgünçilik barlazer kebşirlemekwe kiçijik deşikleriň çuňlugy ugrunda elmydama bar. Iki şöhläniň arasyndaky aralyk artmagy bilen şöhläniň energiýa dykyzlygy kem-kemden bir depeden goşa pik ýagdaýyna geçýär. Iki depäniň arasynda iň az baha bar we energiýa dykyzlygy kem-kemden azalýar. (2) Iki şöhle üçinlazer kebşirlemek, aralyk 0-0.5mm bolanda, eredilen howuzyň çuňlugy birneme azalýar we eredilen howuzyň umumy hereketi bir şöhle bilen meňzeýär.lazer kebşirlemek; nokat aralygy 1 mm-den ýokary bolsa, kiçijik deşikler doly bölünýär we kebşirleýiş prosesinde 1750W güýji bolan yzygiderli iki / iki sany paralel ýeke şöhleli lazer kebşirlemesine deň bolan iki lazeriň arasynda hiç hili täsir ýok diýen ýaly. Preyladyş täsiri ýok diýen ýaly we eredilen howuz akymynyň hereketi bir şöhleli lazer kebşirleýişine meňzeýär. . Ownuk deşikleriň we ýerüsti eredilen howuzyň akymynyň arasyndaky näsazlyk 0.8mm. Iň güýçli. Serial kebşirlemek üçin eredilen howuzyň uzynlygy kem-kemden ýokarlanýar, aralyk 0,8 mm bolanda ini iň uludyr we ýer aralygy 0.8mm bolanda gyzdyrmagyň täsiri has aýdyň bolýar. Marangoni güýjüniň täsiri kem-kemden gowşaýar we eredilen howuzyň iki tarapyna has köp metal suwuklyk akýar. Eremegiň giňligini paýlamagy has birmeňzeş ediň. Paralel kebşirlemek üçin eredilen howuzyň ini kem-kemden ýokarlanýar we uzynlygy iň ýokary 0.8mm, ýöne gyzdyrma täsiri ýok; Marangoni güýji sebäpli ýüze çykan ýeriň golaýyndaky şöhle hemişe bar we kiçi deşigiň düýbündäki aşaky şöhle ýuwaş-ýuwaşdan ýitýär; kesişýän akym meýdany beýle bir gowy däl, yzygiderli güýçli, bidüzgünçilik eredilen howuzyň iki tarapyndaky akymlara täsir etmeýär we eredilen ini deň däl paýlanýar.
Iş wagty: 12-2023-nji oktýabr
