Lazerli payvandlashuzluksiz yoki impulsli lazer nurlari yordamida erishish mumkin. ning tamoyillarilazerli payvandlashissiqlik o'tkazuvchanligi payvandlash va lazerli chuqur penetratsion payvandlashga bo'linishi mumkin. Quvvat zichligi 104 ~ 105 Vt / sm2 dan kam bo'lsa, bu issiqlik o'tkazuvchanligi payvandlash. Bu vaqtda penetratsiya chuqurligi sayoz va payvandlash tezligi sekin; quvvat zichligi 105 ~ 107 Vt / sm2 dan katta bo'lsa, metall yuzasi issiqlik tufayli "teshiklar" ga konkav bo'lib, chuqur penetratsion payvandlashni hosil qiladi, bu tez payvandlash tezligi va katta nisbati xususiyatlariga ega. Issiqlik o'tkazuvchanligi printsipilazerli payvandlashquyidagilardan iborat: lazer nurlanishi ishlov beriladigan sirtni isitadi va sirt issiqligi issiqlik o'tkazuvchanligi orqali ichki qismga tarqaladi. Lazer pulsining kengligi, energiyasi, tepalik quvvati va takrorlanish chastotasi kabi lazer parametrlarini nazorat qilish orqali ishlov beriladigan qism ma'lum bir eritilgan hovuzni hosil qilish uchun eritiladi.
Lazerli chuqur penetratsion payvandlash odatda materiallarni ulashni yakunlash uchun doimiy lazer nuridan foydalanadi. Uning metallurgik fizik jarayoni elektron nurli payvandlash jarayoniga juda o'xshaydi, ya'ni energiyani aylantirish mexanizmi "kalit-teshik" strukturasi orqali yakunlanadi.
Etarli darajada yuqori quvvat zichligi bilan lazer nurlanishi ostida material bug'lanadi va kichik teshiklar hosil bo'ladi. Bug 'bilan to'ldirilgan bu kichik teshik qora tanaga o'xshaydi, u tushayotgan nurning deyarli barcha energiyasini o'zlashtiradi. Teshikdagi muvozanat harorati taxminan 2500 ga etadi°C. Yuqori haroratli teshikning tashqi devoridan issiqlik uzatiladi, bu teshikni o'rab turgan metallning erishiga olib keladi. Kichkina teshik nurning nurlanishi ostida devor materialining doimiy bug'lanishi natijasida hosil bo'lgan yuqori haroratli bug 'bilan to'ldiriladi. Kichkina teshikning devorlari erigan metall bilan o'ralgan, suyuq metall esa qattiq materiallar bilan o'ralgan (ko'pgina an'anaviy payvandlash jarayonlarida va lazer o'tkazuvchanligi bilan payvandlashda energiya birinchi navbatda ishlov beriladigan qismning yuzasiga yotqiziladi va keyin ichki qismga o'tkaziladi. ). Teshik devoridan tashqaridagi suyuqlik oqimi va devor qatlamining sirt tarangligi teshik bo'shlig'ida doimiy ravishda hosil bo'ladigan bug 'bosimi bilan fazada bo'ladi va dinamik muvozanatni saqlaydi. Yorug'lik nuri doimiy ravishda kichik teshikka kiradi va kichik teshikdan tashqaridagi material doimiy ravishda oqadi. Yorug'lik nuri harakatlanayotganda, kichik teshik doimo barqaror oqim holatida bo'ladi.
Ya'ni, teshik devorini o'rab turgan kichik teshik va eritilgan metall uchuvchi nurning oldinga siljishi bilan oldinga siljiydi. Eritilgan metall kichik teshikni olib tashlaganidan keyin qolgan bo'shliqni to'ldiradi va shunga mos ravishda kondensatsiyalanadi va payvand choki hosil bo'ladi. Bularning barchasi shu qadar tez sodir bo'ladiki, payvandlash tezligi daqiqada bir necha metrga osonlik bilan yetishi mumkin.
Quvvat zichligi, issiqlik o'tkazuvchanligi payvandlash va chuqur penetratsion payvandlashning asosiy tushunchalarini tushunganimizdan so'ng, biz turli yadro diametrlarining quvvat zichligi va metallografik fazalarining qiyosiy tahlilini o'tkazamiz.
Bozorda keng tarqalgan lazer yadro diametrlari asosida payvandlash tajribalarini taqqoslash:
Turli yadro diametrli lazerlarning fokusli nuqta holatining quvvat zichligi
Quvvat zichligi nuqtai nazaridan, xuddi shu quvvat ostida, yadro diametri qanchalik kichik bo'lsa, lazerning yorqinligi shunchalik yuqori bo'ladi va energiya ko'proq joyga jamlangan bo'ladi. Agar lazer o'tkir pichoq bilan solishtirilsa, yadro diametri qanchalik kichik bo'lsa, lazer shunchalik o'tkirroq bo'ladi. 14um yadroli diametrli lazerning quvvat zichligi 100um yadroli diametrli lazerdan 50 baravar ko'proq va ishlov berish qobiliyati kuchliroq. Shu bilan birga, bu erda hisoblangan quvvat zichligi oddiy o'rtacha zichlikdir. Haqiqiy energiya taqsimoti taxminiy Gauss taqsimotidir va markaziy energiya o'rtacha quvvat zichligidan bir necha baravar yuqori bo'ladi.
Turli yadro diametrlari bilan lazer energiyasini taqsimlashning sxematik diagrammasi
Energiya taqsimoti diagrammasining rangi energiya taqsimotidir. Rang qanchalik qizg'ish bo'lsa, energiya shunchalik yuqori bo'ladi. Qizil energiya - bu energiya to'plangan joy. Turli yadro diametrli lazer nurlarining lazer energiyasini taqsimlash orqali lazer nurlarining old tomoni keskin emasligini va lazer nurining keskinligini ko'rish mumkin. Qanchalik kichikroq bo'lsa, energiya bir nuqtada qanchalik ko'p konsentratsiyalangan bo'lsa, u qanchalik o'tkir va uning kirib borish qobiliyati kuchliroq bo'ladi.
Turli yadro diametrli lazerlarning payvandlash effektlarini solishtirish
Turli yadro diametrli lazerlarni taqqoslash:
(1) Tajriba 150 mm / s tezlikda, fokus holatida payvandlashdan foydalanadi va material 1 seriyali alyuminiy, qalinligi 2 mm;
(2) Yadro diametri qanchalik katta bo'lsa, erish kengligi qanchalik katta bo'lsa, issiqlik ta'sir qiladigan zona qanchalik katta bo'lsa va birlik quvvati zichligi qanchalik kichik bo'lsa. Yadro diametri 200 um dan oshganda, alyuminiy va mis kabi yuqori reaktsiyali qotishmalarda penetratsion chuqurlikka erishish oson emas va yuqori chuqurlikdagi payvandlash faqat yuqori quvvat bilan amalga oshirilishi mumkin;
(3) Kichik yadroli lazerlar yuqori quvvat zichligiga ega va yuqori energiyali va kichik issiqlik ta'sir qiladigan zonalarga ega bo'lgan materiallar yuzasida kalit teshiklarini tezda teshib qo'yishi mumkin. Shu bilan birga, payvand chokining yuzasi qo'pol bo'lib, past tezlikda payvandlashda kalit teshigining qulashi ehtimoli yuqori bo'ladi va payvandlash siklida kalit teshigi yopiladi. Tsikl uzoq bo'lib, nuqsonlar va teshiklar kabi nuqsonlar paydo bo'lishiga moyil. Bu yuqori tezlikda ishlov berish yoki aylanish traektoriyasi bilan ishlov berish uchun javob beradi;
(4) Katta yadroli diametrli lazerlar katta yorug'lik nuqtalari va ko'proq tarqalgan energiyaga ega bo'lib, ularni lazer sirtini qayta eritish, qoplash, tavlanish va boshqa jarayonlar uchun ko'proq moslashtiradi.
Xat vaqti: 2023 yil 06-oktabr
