Ачкыч тишекләренең формалашуы һәм үсеше:
Ачкыч тишеге билгеләмәсе: Нурланыш нурланышы 10 ^ 6Вт/см ^ 2 тан артык булганда, материал өслеге лазер тәэсирендә эри һәм парга әйләнә. Парга әйләнү тизлеге җитәрлек зур булганда, барлыкка килгән парның кире кайту басымы сыек металлның өслек киеренкелеген һәм сыеклык гравитациясен җиңәр өчен җитәрлек була, шуның белән сыек металлның бер өлешен күчереп чыгара, шуның аркасында кузгату зонасындагы эрегән күл бата һәм кечкенә чокырлар барлыкка килә; Яктылык нуры турыдан-туры кечкенә чокыр төбенә тәэсир итә, бу металлның тагын да эрүенә һәм газлашуына китерә. Югары басымлы пар чокыр төбендәге сыек металлны эрегән күлнең перифериясенә таба агып китәргә мәҗбүр итә, кечкенә тишекне тагын да тирәнәйтә. Бу процесс дәвам итә, нәтиҗәдә сыек металлда ачкыч тишеге кебек тишек барлыкка килә. Кечкенә тишектәге лазер нуры тарафыннан барлыкка китерелгән металл пар басымы сыек металлның өслек киеренкелеге һәм гравитациясе белән тигезләнешкә җиткәч, кечкенә тишек тирәнәюне туктата һәм тирәнлеккә тотрыклы кечкенә тишек барлыкка китерә, бу "кечкенә тишек эффекты" дип атала.
Лазер нуры эш кисәгенә карата хәрәкәт иткәндә, кечкенә тишек бераз артка таба бөгелгән алгы өлешне һәм арткы өлешендә ачык авыш инверсияләнгән өчпочмакны күрсәтә. Кечкенә тишекнең алгы кырые - лазерның эш өлкәсе, анда югары температура һәм югары пар басымы бар, ә арткы кырые буйлап температура чагыштырмача түбән һәм пар басымы кечкенә. Бу басым һәм температура аермасы астында эрегән сыеклык кечкенә тишек тирәли алгы очтан арткы очка таба ага, кечкенә тишекнең арткы очында вихрь барлыкка китерә һәм, ниһаять, арткы кырыена катып кала. Лазер симуляциясе һәм чын эретеп ябыштыру аша алынган ачкыч тишегенең динамик халәте югарыдагы рәсемдә күрсәтелгән, Кечкенә тишекләрнең морфологиясе һәм төрле тизлекләрдә хәрәкәт вакытында тирә-юньдәге эрегән сыеклык агымы.
Кечкенә тишекләр булу сәбәпле, лазер нуры энергиясе материалның эченә үтеп керә, бу тирән һәм тар эретеп ябыштыру җөемен формалаштыра. Лазер тирән үтеп ябыштыру җөеменең типик кисемтә морфологиясе югарыдагы рәсемдә күрсәтелгән. Эретеп ябыштыру җөеменең үтеп керү тирәнлеге ачкыч тишеге тирәнлегенә якын (төгәлрәк әйткәндә, металлографик катлам ачкыч тишегеннән 60-100 мкм тирәнрәк, бер сыек катламга кимрәк). Лазер энергиясе тыгызлыгы югарырак булган саен, кечкенә тишек тирәнрәк була һәм эретеп ябыштыру җөеменең үтеп керү тирәнлеге зуррак була. Югары куәтле лазер белән эретеп ябыштыруда эретеп ябыштыру җөеменең максималь тирәнлеккә киңлек нисбәте 12:1 гә җитәргә мөмкин.
сеңдерү анализылазер энергиясеачкыч тишеге белән
Кечкенә тишекләр һәм плазма барлыкка килгәнче, лазер энергиясе, нигездә, җылылык үткәрүчәнлеге аша эш кисәгенең эченә тапшырыла. Эретү процессы үткәргеч эретүгә карый (түбәнлек тирәнлеге 0,5 мм дан кимрәк), һәм лазерның материалның сеңү тизлеге 25-45% арасында. Ачкыч тишеге барлыкка килгәннән соң, лазер энергиясе, нигездә, эш кисәгенең эчке өлеше тарафыннан ачкыч тишеге эффекты аша сеңдерелә, һәм эретү процессы тирән үтеп керү эретүенә әйләнә (түбәнлек тирәнлеге 0,5 мм дан артык), сеңү тизлеге 60-90% тан артып китәргә мөмкин.
Лазер белән эретеп ябыштыру, кисү һәм бораулау кебек эшкәртүләр вакытында лазерның сеңүен көчәйтүдә ачкыч тишеге эффекты бик мөһим роль уйный. Лазер нуры ачкыч тишегенә кергәндә, тишек стенасыннан күп тапкыр чагылулар аша тулысынча диярлек сеңдерелә.
Гомумән алганда, лазерның ачкыч тишеге эчендәге энергияне сеңдерү механизмы ике процессны үз эченә ала дип санала: кире сеңдерү һәм Френель сеңдерү.
Теш эчендәге басым балансы
Лазер белән тирән үтеп керү белән эретеп ябыштыру вакытында материал көчле парга әйләнә, һәм югары температуралы пар белән барлыкка килгән киңәю басымы сыек металлны куып чыгара, кечкенә тишекләр барлыкка китерә. Материалның пар басымыннан һәм абляция басымыннан (шулай ук парга әйләнү реакциясе көче яки кире кайту басымы дип тә атала) тыш, өслек киеренкелеге, гравитация аркасында барлыкка килгән сыек статик басым һәм кечкенә тишек эчендә эрегән материал агымы нәтиҗәсендә барлыкка килгән сыеклык динамик басымы да бар. Бу басымнар арасында бары тик пар басымы гына кечкенә тишекнең ачылуын саклый, ә калган өч көч кечкенә тишекне ябарга тырыша. Эретеп ябыштыру процессында ачкыч тишегенең тотрыклылыгын саклап калу өчен, пар басымы башка каршылыкларны җиңеп, тигезлеккә ирешү өчен җитәрлек булырга тиеш, ачкыч тишегенең озак вакытлы тотрыклылыгын саклап калырга тиеш. Гадиләштерер өчен, ачкыч тишеге диварына тәэсир итүче көчләр, нигездә, абляция басымы (металл парының кире кайту басымы) һәм өслек киеренкелеге дип санала.
Ачкыч тешенең тотрыксызлыгы
Фон: Лазер материаллар өслегенә тәэсир итә, күп күләмдә металлның парга әйләнүенә китерә. Кире кайту басымы эрегән күлгә баса, ачкыч тишекләре һәм плазма барлыкка китерә, нәтиҗәдә эрү тирәнлеге арта. Хәрәкәт итү процессында лазер ачкыч тишекнең алгы стенасына бәрелә, һәм лазер материал белән бәйләнештә булган урын материалның көчле парга әйләнүенә китерәчәк. Шул ук вакытта ачкыч тишек стенасында масса югалачак, һәм парга әйләнү сыек металлга баса торган кире кайту басымы барлыкка китерәчәк, бу ачкыч тишекнең эчке стенасының аска таба тирбәлүенә һәм ачкыч тишекнең төбе буйлап эрегән күлнең артына таба хәрәкәт итүенә китерә. Сыек эрегән күлнең алгы стенадан арткы стенага тирбәлүе аркасында ачкыч тишек эчендәге күләм даими үзгәреп тора. Ачкыч тишекнең эчке басымы да шуңа бәйле рәвештә үзгәрә, бу сиптерелгән плазма күләменең үзгәрүенә китерә. Плазма күләменең үзгәрүе экранлаштыру, сыну һәм лазер энергиясен сеңдерү үзгәрешләренә китерә, нәтиҗәдә лазерның материал өслегенә барып җитү энергиясе үзгәрә. Бөтен процесс динамик һәм периодик рәвештә бара, нәтиҗәдә пычкы тешләре формасындагы һәм дулкынлы металл үтеп керүенә китерә, һәм тигез үтеп керү юк. Югарыдагы рәсем - эретеп ябыштыру үзәгенең кисемтә күренеше, шулай ук эшкәртү үзәгенә параллель буйга кисү юлы белән алынган эретеп ябыштыру үзәге, шулай ук эшкәртү тишеге тирәнлеге үзгәрешен реаль вакыт режимында үлчәү.IPG-ЛДД дәлил буларак.
Ачкыч тишегенең тотрыклылык юнәлешен яхшыртыгыз
Лазер белән тирән үтеп керү белән эретеп ябыштыру вакытында кечкенә тишекнең тотрыклылыгын тишек эчендәге төрле басымнарның динамик балансы белән генә тәэмин итәргә мөмкин. Ләкин, тишек стенасы тарафыннан лазер энергиясен сеңдерү һәм материалларның парга әйләнүе, металл парының кечкенә тишектән тышка чыгарылуы һәм кечкенә тишек һәм эрегән күлнең алга хәрәкәте - болар барысы да бик интенсив һәм тиз процесслар. Кайбер процесс шартларында, эретеп ябыштыру процессының билгеле бер моментларында, җирле урыннарда кечкенә тишекнең тотрыклылыгы бозылырга мөмкин, бу эретеп ябыштыру җитешсезлекләренә китерергә мөмкин. Иң типик һәм еш очрый торганнары - кечкенә тишек тибындагы мәсамәлелек җитешсезлекләре һәм ачкыч тишеге җимерелүе аркасында барлыкка килгән сиптерүләр;
Димәк, ачкыч тишеген ничек тотрыклыландырырга?
Ачкыч тишеге сыеклыгының тирбәнеше чагыштырмача катлаулы һәм бик күп факторларны үз эченә ала (температура кыры, агым кыры, көч кыры, оптоэлектрон физика), аларны гади генә ике категориягә бүлеп карарга мөмкин: өслек киеренкелеге һәм металл парының кире кайту басымы арасындагы бәйләнеш; Металл парының кире кайту басымы ачкыч тишекләре барлыкка килүенә турыдан-туры тәэсир итә, бу ачкыч тишекләренең тирәнлеге һәм күләме белән тыгыз бәйләнгән. Шул ук вакытта, эретеп ябыштыру процессында металл парының бердәнбер өскә хәрәкәт итүче матдәсе буларак, ул шулай ук сиптерү барлыкка килү белән дә тыгыз бәйләнгән; Өслек киеренкелеге эрегән күлнең агымына тәэсир итә;
Шулай итеп, лазер белән эретеп ябыштыру процессының тотрыклылыгы эрегән бассейнда өслек киеренкелегенең таралу градиентын саклауга бәйле, артык тирбәнешләрсез. Өслек киеренкелеге температура таралуы белән, ә температура таралуы җылылык чыганагы белән бәйле. Шуңа күрә, композит җылылык чыганагы һәм реверанс белән эретеп ябыштыру тотрыклы эретеп ябыштыру процессы өчен потенциаль техник юнәлешләр булып тора;
Металл пары һәм ачкыч тишеге күләме плазма эффектына һәм ачкыч тишегенең зурлыгына игътибар итәргә тиеш. Тишек зуррак булган саен, ачкыч тишеге дә зуррак, һәм эретү бассейнының аскы ноктасындагы тирбәнешләр сизелми, алар ачкыч тишегенең гомуми күләменә һәм эчке басым үзгәрешләренә чагыштырмача аз йогынты ясый; шуңа күрә көйләнергә мөмкин булган боҗра режимындагы лазер (боҗра ноктасы), лазер дугасы рекомбинациясе, ешлык модуляциясе һ.б. - болар барысы да киңәйтелергә мөмкин булган юнәлешләр.
Бастырылган вакыты: 2023 елның 1 декабре
