Традицион эретеп ябыштыру технологиясе белән чагыштырганда,лазер белән эретеп ябыштыруэретеп ябыштыруның төгәллеге, эффективлыгы, ышанычлылыгы, автоматизациясе һәм башка аспектларында чагыштыргысыз өстенлекләргә ия. Соңгы елларда ул автомобильләр, энергия, электроника һәм башка өлкәләрдә тиз үсеш алды, һәм XXI гасырда иң перспектив җитештерү технологияләренең берсе булып санала.
1. Ике нурга күзәтүлазер белән эретеп ябыштыру
Ике нурлазер белән эретеп ябыштыруэретеп ябыштыру өчен бер үк лазерны ике аерым нурга аеру өчен оптик ысуллар куллану, яки CO2 лазеры, Nd: YAG лазеры һәм югары көчле ярымүткәргеч лазер кебек ике төрле лазерны берләштерү өчен куллану. Барысы бергә кушылырга мөмкин. Бу, нигездә, лазер белән эретеп ябыштыруның монтажлау төгәллегенә яраклаштыру, эретеп ябыштыру процессының тотрыклылыгын яхшырту, эретеп ябыштыру сыйфатын яхшырту өчен тәкъдим ителде. Ике нурлазер белән эретеп ябыштыруэретеп ябыштыру температурасы кырын уңайлы һәм сыгылмалы көйли ала, нур энергиясенең коэффициентын, нур араларын, хәтта ике лазер нурының энергия бүлү рәвешен үзгәртеп, ачкыч тишегенең яшәү рәвешен һәм эретелгән бассейндагы сыек металлның агым үрнәген үзгәртеп. Эретеп ябыштыру процессларын киңрәк сайлый. Аның зур өстенлекләре генә түгеллазер белән эретеп ябыштыруүтеп керү, тиз тизлек һәм югары төгәллек, ләкин шулай ук гадәти эретеп ябыштыру авыр булган материаллар һәм буыннар өчен яраклылазер белән эретеп ябыштыру.
Ике нур өченлазер белән эретеп ябыштыру, без башта ике нурлы лазерны кертү ысуллары турында сөйләшәбез. Комплекслы әдәбият шуны күрсәтә: икеләтә эретеп ябыштыруга ирешүнең ике төп ысулы бар: тапшыру фокусы һәм чагылдыру фокусы. Аерым алганда, көзгегә игътибарны туплау һәм көзгеләрне туплау ярдәмендә ике лазерның почмагын һәм арасын көйләү ярдәмендә ирешелә. Икенчесе лазер чыганагын кулланып, аннары көзгеләрне, тапшыргыч көзгеләрне һәм кружка рәвешендәге көзгеләрне чагылдырып туплана. Беренче ысул өчен, нигездә, өч форма бар. Беренче форма - оптик җепселләр аша ике лазерны парлаштыру һәм бер үк көзге һәм фокуслы көзге астында ике төрле нурга бүлү. Икенчесе - ике эретеп ябыштыручы башлары аша ике лазер лазер нурлары чыгаралар, һәм эретеп ябыштыручы башларның киңлек торышын көйләп икеләтә нур барлыкка килә. Өченче ысул - лазер нуры башта 1 һәм 2 көзгегә бүленә, аннары 3 һәм 4 фокуслы көзгегә юнәлтелә. Ике фокаль нокта арасындагы позиция һәм дистанция 3 һәм 4 фокуслы көзгеләрнең почмакларын көйләп көйләнергә мөмкин. Икенче ысул - каты нурлы лазер куллану, ике яктылыкка ирешү өчен яктылыкны бүлү, һәм почмакны көйләү. перспективалы көзге һәм фокуслы көзге аша аралар. Түбәндәге беренче рәттәге соңгы ике рәсемдә CO2 лазерының спектроскопик системасы күрсәтелә. Тигез көзге кружка рәвешендәге көзге белән алыштырыла һәм параллель яктылыкка ирешү өчен яктылыкны бүлү өчен фокус көзге алдына куела.
Ике балкып торуны аңлагач, әйдәгез эретеп ябыштыру принциплары һәм ысуллары белән таныштырыйк. Ике нурдалазер белән эретеп ябыштырупроцесс, өч уртак нур аранжировкасы бар, алар серияле аранжировка, параллель аранжировка һәм гибрид аранжировка. тукыма, ягъни эретеп ябыштыру юнәлешендә дә, эретеп ябыштыру вертикаль юнәлештә дә ераклык бар. Фигураның соңгы рәтендә күрсәтелгәнчә, эретеп ябыштыру процессында төрле нокталар арасында барлыкка килгән кечкенә тишекләрнең һәм эретелгән бассейннарның төрле формалары буенча, аларны тагын бер эретүгә бүлеп була. Өч дәүләт бар: бассейн, гомуми эретелгән бассейн һәм аерылган эретелгән бассейн. Бер эретелгән бассейнның һәм аерылган эретелгән бассейнның характеристикалары бер охшашлазер белән эретеп ябыштыру, санлы симуляция схемасында күрсәтелгәнчә. Төрле төрләр өчен төрле процесс эффектлары бар.
1-нче тип: билгеле бер араларда ике нур ачкычлары бер үк эретелгән бассейнда уртак зур ачкыч ясыйлар; 1 тип өчен, бер яктылык кечкенә тишек ясау өчен, икенче яктылык нуры эретеп эретү өчен кулланыла, бу югары углерод корыч һәм эретелгән корычның структур үзенчәлекләрен эффектив яхшырта ала.
2 нче төр: Бер үк эретелгән бассейндагы урын араларын арттырыгыз, ике нурны ике бәйсез ачкычка аерыгыз, эретелгән бассейнның агым формасын үзгәртегез; 2 нче тип өчен, аның функциясе ике электрон нур белән эретеп ябыштыруга тиң, эретеп ябыштыруны һәм тиешле фокус озынлыгында тәртипсез эретеп ябыштыруны киметә.
3 тибы: Алга таба урын арасын арттырыгыз һәм ике нурның энергия коэффициентын үзгәртегез, шулай итеп ике нурның берсе җылылык чыганагы буларак эретеп ябыштыру алдыннан эретеп ябыштыру яки эретеп ябыштыру процессында башкарыла. кечкенә тишекләр ясау өчен кулланыла. 3-нче тип өчен, тикшерү ачыклаганча, ике нур ачкыч тишеген тәшкил итә, кечкенә тишекне җимерү җиңел түгел, һәм эретеп ябыштыру җиңел түгел.
2. Эретеп ябыштыру процессының эретеп ябыштыру сыйфаты
Эретеп ябыштыручы эретү-энергия коэффициентының эретеп ябыштыру формасына тәэсире
Лазер көче 2кВт булганда, эретеп ябыштыру тизлеге 45 мм / с, дефокус күләме 0 мм, һәм нур аралыгы 3 мм, RS (RS = 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) үзгәргәндә эретеп ябыштыру өслеге формасы рәсемдә күрсәтелгән. RS = 0.50 һәм 2.00 булганда, эретеп ябыштыручы эретелгән, һәм эретеп ябыштыручы читендә, балык масштаблы үрнәкләр ясамыйча, эретелгән. Чөнки нур энергиясе коэффициенты бик кечкенә яки артык зур булганда, лазер энергиясе артык тупланган, эретеп ябыштыру процессында лазер пинхолының җитди осылуына китерә, һәм парның кире басымы эретелгәннең чыгарылуына һәм таралышына китерә. эретелгән бассейндагы металл; Артык җылылык кертү алюминий эритмәсе ягында эретелгән бассейнның үтеп керү тирәнлегенә китерә, тарту көче астында депрессиягә китерә. RS = 0.67 һәм 1.50 булганда, эретеп ябыштырылган өслектә балык масштабы бертөрле, эретеп ябыштыру формасы тагын да матуррак, һәм эретеп ябыштыру өслегендә эретеп ябыштыручы кайнар ярыклар, күзәнәкләр һәм башка эретеп ябыштыру кимчелекләре юк. Төрле нур энергия коэффициентлары белән эретеп ябыштыручыларның кисемтә формалары рәсемдә күрсәтелгәнчә. Эретеп ябыштыручыларның кисемтәсе гадәти “шәраб пыяла формасында”, бу эретеп ябыштыру процессының лазер тирән үтеп керү эретеп ябыштыру режимында башкарылуын күрсәтә. Алюминий эритмәсе ягында эретеп ябыштыручы P2 тирәнлегенә RS мөһим йогынты ясый. Кояш энергиясе коэффициенты RS = 0,5 булганда, P2 - 1203,2 микрон. Якты энергия коэффициенты RS = 0.67 һәм 1,5 булганда, P2 сизелерлек кими, алар тиешенчә 403,3 микрон һәм 93,6 микрон. Кояш энергиясе коэффициенты RS = 2 булганда, уртак кисемтәләрнең эретеп ябышу тирәнлеге 1151,6 микрон.
Параллель нур-энергия коэффициентының эретеп ябыштыру формасына тәэсире
Лазер көче 2,8 кВт булганда, эретеп ябыштыру тизлеге 33 мм / с, дефокус күләме 0 мм, һәм нур аралыгы 1 мм булганда, эретеп ябыштыру өслеге нур энергиясен үзгәртеп алынган (RS = 0.25, 0.5, 0.67, 1.5) , 2, 4) Күренеш рәсемдә күрсәтелгән. RS = 2 булганда, эретеп ябыштыручы өслектә балык масштабы чагыштырмача тәртипсез. Калган биш төрле нур энергиясе катнашында алынган эретеп ябыштыручы өслеге яхшы формалашкан, һәм күзәнәкләр һәм чәчкечләр кебек күренми торган кимчелекләр юк. Шуңа күрә, серияле икеләтә нур белән чагыштыргандалазер белән эретеп ябыштыру, параллель икеле нурлар кулланып эретеп ябыштыручы өслеге бертөрле һәм матур. RS = 0.25 булганда, эретеп ябыштырганда бераз депрессия бар; нур энергиясе коэффициенты әкренләп арта барган саен (RS = 0,5, 0,67 һәм 1,5), эретеп ябыштыручы өслеге бертөрле һәм депрессия барлыкка килми; шулай да, нур энергиясе коэффициенты тагын да артканда (RS = 1.50, 2.00), ләкин эретеп ябыштыру өслегендә депрессияләр бар. Яктыргыч энергия коэффициенты RS = 0.25, 1.5 һәм 2 булганда, эретеп ябыштыруның кисемтә формасы “шәраб пыяла формасында”; RS = 0.50, 0.67 һәм 1 булганда, эретеп ябыштыруның кисемтә формасы "функцияле". RS = 4 булганда, эретеп ябыштыручы төбендә ярыклар гына түгел, эретеп ябыштыруның урта һәм аскы өлешендә кайбер күзәнәкләр дә барлыкка килә. RS = 2 булганда, эретеп ябыштыручы эчендә зур процесс күзәнәкләре барлыкка килә, ләкин ярыклар күренми. RS = 0,5, 0.67 һәм 1.5 булганда, алюминий эретмәсе ягында эретеп ябыштыручы P2 тирәнлеге кечерәк була, һәм эретеп ябыштыру киселеше яхшы формалашкан һәм эретеп ябыштыру җитешсезлекләре барлыкка килми. Болар шуны күрсәтә: параллель ике нурлы лазер белән эретеп ябыштыру вакытында нур энергиясе коэффициенты эретеп ябыштыруга һәм эретеп ябыштыруга мөһим йогынты ясый.
Параллель нур - эретеп ябыштыруның эретү тәэсире
Лазер көче 2,8 кВт булганда, эретеп ябыштыру тизлеге 33 мм / с, дефокус күләме 0 мм, һәм нур энергия коэффициенты RS = 0.67, алу өчен нур арасын үзгәртегез (d = 0,5 мм, 1 мм, 1,5 мм, 2 мм). рәсем күрсәткәнчә эретеп ябыштыручы өслек морфологиясе. D = 0,5 мм, 1 мм, 1,5 мм, 2 мм булганда, эретеп ябыштыручы өслеге шома һәм яссы, формасы матур; эретеп ябыштыручы балык масштабы үрнәге регуляр һәм матур, һәм күренгән күзәнәкләр, ярыклар һәм башка кимчелекләр юк. Шуңа күрә, дүрт нур аралыгы шартларында эретеп ябыштыручы өслек яхшы формалашкан. Моннан тыш, d = 2 мм булганда, ике төрле эретеп ябыштыралар, бу ике параллель лазер нурларының эретелгән бассейнда эшләмәвен һәм эффектив ике лазерлы гибрид эретеп ябыштыра алмавын күрсәтә. Кояш аралыгы 0,5 мм булганда, эретеп ябыштыручы “функция формасындагы”, алюминий эритмәсе ягында эретеп ябыштыруның P2 тирәнлеге 712,9 микрон, һәм эретеп ябыштыру эчендә ярыклар, тишекләр һәм башка кимчелекләр юк. Нур аралыгы арта барган саен, алюминий эретмәсе ягында эретеп ябыштыручы P2 тирәнлеге сизелерлек кими. Кояш аралыгы 1 мм булганда, алюминий эретмәсе ягында эретеп ябыштыруның тирәнлеге 94,2 микрон. Кояш аралыгы тагын да арта барган саен, эретеп ябыштыручы алюминий эритмәсе ягына эффектив үтеп керми. Шуңа күрә, нур аралыгы 0,5 мм булганда, ике нурлы рекомбинация эффекты иң яхшысы. Кояш аралыгы арта барган саен, эретеп ябыштыручы җылылык кертү кими, һәм ике нурлы лазер рекомбинация эффекты әкренләп начарлана.
Эретеп ябыштыру морфологиясенең аермасы эретеп ябыштыру процессында эретелгән бассейнның төрле агымы һәм суыту каты булуы аркасында килеп чыга. Санлы симуляция ысулы эретелгән бассейнның стресс анализын тагын да интуитив итә алмый, эксперимент бәясен дә киметә ала. Түбәндәге рәсемдә бер эремчек, төрле аранжировкалар һәм аралар арасы белән эретелгән бассейндагы үзгәрешләр күрсәтелә. Төп нәтиҗәләргә түбәндәгеләр керә: (1) Бер нур вакытындалазер белән эретеп ябыштырупроцесс, эретелгән бассейн тишегенең тирәнлеге иң тирән, тишек җимерелү күренеше бар, тишек стенасы тәртипсез, тишек стенасы янындагы агым кыры бүленеше тигез түгел; эретелгән бассейнның арткы өслеге янында Рефлов көчле, һәм эретелгән бассейн төбендә өскә күтәрелү бар; эретелгән бассейнның агым кыры бүленеше чагыштырмача бертөрле һәм әкрен, һәм эретелгән бассейнның киңлеге тирәнлек юнәлешендә тигез түгел. Ике балкып торган кечкенә тишекләр арасында эретелгән бассейнда стенаны кире кайтару басымы аркасында тәртип бозулар барлазер белән эретеп ябыштыру, һәм ул һәрвакыт кечкенә тишекләрнең тирән юнәлеше буенча бар. Ике нур арасы арта барган саен, нурның энергия тыгызлыгы акрынлап бер биеклектән икеләтә биеклеккә күчә. Ике биеклек арасында минималь кыйммәт бар, һәм энергия тыгызлыгы әкренләп кими. (2) Ике нур өченлазер белән эретеп ябыштыру, урын аралыгы 0-0,5 мм булганда, эретелгән бассейнның тирәнлеге кечкенә тишекләр бераз кими, һәм эретелгән бассейн агымының гомуми тәртибе бер нурга охшаган.лазер белән эретеп ябыштыру; нокта аралыгы 1 ммнан артканда, кечкенә тишекләр бөтенләй аерыла, һәм эретеп ябыштыру процессында ике лазер арасында үзара бәйләнеш юк диярлек, бу ике эзлекле / ике параллель бер нурлы лазерлы эретеп ябыштыручы 1750W көче белән тигез. Preылыту эффекты юк диярлек, һәм эретелгән бассейн агымы бер нурлы лазер белән эретеп ябыштыруга охшаган. (3) Нокталар арасы 0,5-1 мм булганда, кечкенә тишекләрнең дивар өслеге ике аранжировкада тигез, кечкенә тишекләрнең тирәнлеге әкренләп кими, төбе әкренләп аерыла. Кечкенә тишекләр белән эретелгән бассейн агымы арасындагы бозу 0,8 мм. Иң көчле. Серияле эретеп ябыштыру өчен, эретелгән бассейнның озынлыгы әкренләп арта, киңлек 0,8 мм булганда иң зуры, һәм урын арасы 0,8 мм булганда, җылыту эффекты иң ачык. Марангони көченең эффекты әкренләп зәгыйфьләнә, эретелгән бассейнның ике ягына күбрәк металл сыеклык агыла. Эретү киңлеген таратуны бертөрле ит. Параллель эретеп ябыштыру өчен эретелгән бассейнның киңлеге әкренләп арта, озынлыгы максимум 0,8 мм, ләкин җылыту эффекты юк; Марангони көче аркасында ясалган өслек янындагы чагылыш һәрвакыт бар, һәм кечкенә тишек төбендәге аска төшү акрынлап юкка чыга; кисемтәләр агымы кыры яхшы түгел, ул бер-бер артлы көчле, бозылу эретелгән бассейнның ике ягында да агымга тәэсир итми, һәм эретелгән киңлек тигез бүленми.
Пост вакыты: 12-2023 октябрь
