Төрле үзәк диаметрлы лазерларның эретеп ябыштыру эффектларын чагыштыру

Лазер белән эретеп ябыштыруөзлексез яки импульслы лазер нурлары ярдәмендә ирешеп була. Принципларылазер белән эретеп ябыштыруҗылылык үткәрү эретеп ябыштыруга һәм лазер тирән үтеп керү эретеп ябыштыруга бүләргә мөмкин. Энергия тыгызлыгы 104 ~ 105 Вт / см2-тан ким булганда, ул җылылык үткәрү эретеп ябыштыру. Бу вакытта үтеп керү тирәнлеге түбән, эретеп ябыштыру тизлеге әкрен; көч тыгызлыгы 105 ~ 107 Вт / см2-тан зуррак булганда, металл өслек җылылык аркасында "тишекләргә" керә, тирән үтеп керү эретеп ябыштыра, бу тиз эретеп ябыштыру тизлегенә һәм зур аспект дәрәҗәсенә ия. Rылылык үткәрү принцибылазер белән эретеп ябыштыру: лазер нурлары эшкәртелергә тиешле өслекне җылытып җибәрә, һәм җылылык үткәрү аша өслеккә җылылык тарала. Лазер импульсының киңлеге, энергиясе, иң югары көче, кабатлау ешлыгы кебек лазер параметрларын контрольдә тотып, эш кисәге эретелгән бассейн формалаштыру өчен эретелә.

Лазер тирән үтеп керү эретеп ябыштыру, гадәттә, материалларны тоташтыру өчен өзлексез лазер нуры куллана. Аның металлургия физик процессы электрон нур белән эретеп ябыштыру процессына бик охшаган, ягъни энергияне әйләндерү механизмы “ачкыч тишеге” структурасы аша тәмамланган.

Enoughитәрлек көч тыгызлыгы булган лазер нурлары астында материал парга әйләнә һәм кечкенә тишекләр барлыкка килә. Пар белән тутырылган бу кечкенә тишек кара тәнгә охшаган, вакыйга нурының барлык энергиясен диярлек үзләштерә. Чокырдагы тигезлек температурасы якынча 2500гә җитә°C. heatылылык югары температуралы тишекнең тышкы стенасыннан күчерелә, тишек тирәсендәге металл эри. Кечкенә тишек югары температуралы пар белән тутырылган, дивар нурының нурланыш астында өзлексез парга әйләнүе. Кечкенә тишекнең диварлары эретелгән металл белән әйләндереп алынган, һәм сыек металл каты материаллар белән әйләндереп алынган (күпчелек гадәти эретеп ябыштыру процессларында һәм лазер үткәрү эретеп ябыштыруда, энергия башта эш кисәгенә урнаштырыла, аннары күчерү белән эчке урынга җибәрелә. ). Тишек стенасы тышындагы сыеклык агымы һәм дивар катламының өслек киеренкелеге тишек куышлыгында өзлексез барлыкка килгән пар басымы белән динамик баланс саклый. Якты нур кечкенә тишеккә өзлексез керә, һәм кечкенә тишектән тыш материал өзлексез агып тора. Якты нур хәрәкәт иткәндә кечкенә тишек һәрвакыт тотрыклы агымда.

Ягъни, тишек стенасын әйләндереп алган кечкенә тишек һәм эретелгән металл пилот нурының алга тизлеге белән алга бара. Эретелгән металл кечкенә тишек чыгарылганнан соң калган бушлыкны тутыра һәм тиешенчә конденсацияләнә, эретеп ябыштырыла. Болар барысы да бик тиз була, эретеп ябыштыру тизлеге минутына берничә метрга җитә ала.

Энергия тыгызлыгының, җылылык үткәрүчәнлеген эретүнең һәм тирән үтеп керү эретеп ябыштыруның төп төшенчәләрен аңлагач, без алга таба көч тыгызлыгына һәм төрле үзәк диаметрларның металлографик этапларына чагыштырма анализ ясарбыз.

Базардагы гомуми лазер үзәк диаметрларына нигезләнеп эретеп ябыштыру экспериментларын чагыштыру:

Төрле үзәк диаметрлы лазерларның фокаль нокта позициясенең көч тыгызлыгы

Энергия тыгызлыгы күзлегеннән караганда, шул ук көч астында, үзәк диаметры кечерәк булса, лазерның яктылыгы шулкадәр югары һәм энергия шулкадәр тупланган. Әгәр лазер үткен пычак белән чагыштырылса, төп диаметры кечерәк булса, лазер кискенрәк. 14ум үзәк диаметрлы лазерның көч тыгызлыгы 100ум үзәк диаметрлы лазерның 50 тапкырга артыграк, һәм эшкәртү мөмкинлеге көчлерәк. Шул ук вакытта, монда исәпләнгән көч тыгызлыгы гади уртача тыгызлык кына. Факттагы энергия бүленеше - якынча Гаосия бүленеше, һәм үзәк энергия уртача көч тыгызлыгыннан берничә тапкыр күбрәк булачак.

Төрле үзәк диаметрлы лазер энергиясен таратуның схематик схемасы

Энергия бүлү схемасының төсе - энергия бүлү. Кызыл төс, энергия шулкадәр югары. Кызыл энергия - энергия тупланган урын. Төрле үзәк диаметрлы лазер нурларын лазер энергиясен тарату аша, лазер нурының алгы өлеше кискен түгел һәм лазер нуры кискен булуын күрергә мөмкин. Энергия кечерәк, шулкадәр тупланган булса, ул үткенрәк һәм үтеп керү сәләте көчлерәк.

Төрле үзәк диаметрлы лазерларның эретеп ябыштыру эффектларын чагыштыру

Лазерларны төрле үзәк диаметрлар белән чагыштыру:

(1) Эксперимент 150 мм / с тизлекне куллана, фокус позициясен эретеп ябыштыра, һәм материал 1 серияле алюминий, 2 мм калынлыкта;

(2) Ядрәнең диаметры никадәр зуррак булса, эретү киңлеге зуррак, җылылык тәэсир иткән зона зуррак һәм җайланманың тыгызлыгы кечерәк. Ядрәнең диаметры 200умнан артканда, алюминий һәм бакыр кебек югары реакцияле эретмәләргә үтеп керү тирәнлегенә ирешү җиңел түгел, һәм тирән үтеп керү эретеп ябыштыру югары көч белән генә була ала;

(3) Кечкенә үзәкле лазерлар югары көч тыгызлыгына ия һәм югары энергияле һәм кечкенә җылылык тәэсир иткән зоналар белән материаллар өслегендә тиз тишекләр сугалар. Ләкин, шул ук вакытта, эретеп ябыштыручы өслеге тупас, һәм тиз тизлектә эретеп ябыштыру вакытында ачкычның егылу ихтималы зур, һәм эретеп ябыштыру циклы вакытында ачкыч тишек ябыла. Cycleикл озын, җитешсезлекләр һәм тишекләр кебек кимчелекләр булырга мөмкин. Ул тиз тизлек белән эшкәртү яки селкенү траекториясе белән эшкәртү өчен яраклы;

.