Metall kukun yoki simni substratga joylashtirish orqali materiallarning xususiyatlarini yaxshilash uchun ishlatiladigan lazer qoplamasi ishlab chiqarish va ta'mirlashda muhim jarayondir. Ushbu jarayonning samaradorligi asosan quvvat, skanerlash tezligi va nur diametrini o'z ichiga olgan turli lazer parametrlariga ta'sir qiladi. Ushbu parametrlarning sirt pürüzlülüğüne ta'sirini tushunish, istalgan sirt sifati va funktsional ishlashga erishish uchun qoplama jarayonini optimallashtirish uchun juda muhimdir. Ushbu maqola turli xil lazer parametrlarining lazer qoplamasidagi sirt pürüzlülüğüne qanday ta'sir qilishini o'rganadi, ma'lumotlar va tadqiqot natijalari bilan qo'llab-quvvatlanadi.
Kirish
Lazer qoplamasi - bu qattiqlik, aşınma qarshilik va korroziyaga chidamlilik kabi substratning sirt xususiyatlarini yaxshilash uchun ishlatiladigan nozik texnika. Qoplama paytida lazer nurlari qoplama materialini va substratni eritib, metallurgiya bog'lanishiga olib keladi. Sifatning asosiy ko'rsatkichi bo'lgan sirt pürüzlülüğü, qoplamali komponentning ishlashi va uzoq umriga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Shuning uchun turli xil ilovalar uchun jarayonni optimallashtirish uchun lazer parametrlari sirt pürüzlülüğüne qanday ta'sir qilishini tushunish juda muhimdir.
Lazer parametrlari va ularning sirt pürüzlülüğüne ta'siri
1. Lazer quvvati
Lazer quvvati lazer qoplamasining asosiy parametridir. Bu to'g'ridan-to'g'ri materialga issiqlik kiritishiga ta'sir qiladi, bu esa o'z navbatida eritma hovuzining xususiyatlariga va umumiy sirt pürüzlülüğüne ta'sir qiladi.
Yuqori lazer kuchi: Lazer quvvatini oshirish eritish havzasining chuqurligi va kengligini oshiradi, bu esa material oqimi va termoyadroviyning yaxshilanishiga olib keladi. Biroq, haddan tashqari quvvat haddan tashqari issiqlik va haddan tashqari erishga olib kelishi mumkin, natijada sirt tartibsiz va pürüzlülük kuchayadi. Masalan, Vang va boshqalarning tadqiqoti. (2021) lazer quvvatini 1,2 kVt dan 2,0 kVt ga oshirish sirt pürüzlülüğünün bir nuqtaga kamayishiga olib kelganligini, lekin oxir-oqibat eritma hovuzidagi beqarorlik tufayli uni oshirganligini ko'rsatdi.
Optimal quvvat diapazoni: Optimal quvvat diapazoni etarli darajada erish va bog'lanishni ta'minlab, sirt pürüzlülüğünü minimallashtiradi. Masalan, Huang va boshqalar. (2019) 1,5 kVt optimal lazer quvvati past va yuqori quvvat sozlamalarida 8 mkm bilan solishtirganda 5 mkm Ra (o'rtacha sirt pürüzlülüğü) bilan eng silliq sirtlarni hosil qilishini aniqladi.
2. Skanerlash tezligi
Skanerlash tezligi yoki lazerning substrat bo'ylab harakatlanish tezligi lazer va material o'rtasidagi o'zaro ta'sir qilish vaqtiga ta'sir qilish orqali sirt pürüzlülüğüne sezilarli darajada ta'sir qiladi.
Pastroq skanerlash tezligi: Pastroq skanerlash tezligida lazer nurlari material bilan o'zaro ta'sir qilish uchun ko'proq vaqtga ega bo'lib, chuqurroq va bir xil eritma hovuziga olib keladi. Bu sirt pürüzlülüğünü kamaytirishi mumkin, chunki materialning bir tekis oqishi va qattiqlashishi uchun ko'proq vaqt bor. Zhang va boshqalar tomonidan o'tkazilgan tadqiqot. (2020) 2 mm/s skanerlash tezligi 5 mm/s tezlikda 7 mkmga nisbatan Ra 4 mkm bo'lgan silliqroq sirtga olib kelganligini xabar qildi.
Yuqori skanerlash tezligi: Aksincha, yuqoriroq skanerlash tezligi oʻzaro taʼsir qilish vaqtini qisqartiradi, bu esa toʻliq erishi va yomon sirt qoplamasiga olib keladi. Shu bilan birga, juda yuqori tezliklar qoplamali qatlamda g'ovaklikning oshishi va bir xil bo'lmasligi kabi muammolarni ham keltirib chiqarishi mumkin. Kim va boshqalar ta'kidlaganidek. (2022), skanerlash tezligi 6 mm / s dan yuqori bo'lgan issiqlik miqdori etarli emasligi va material oqimining yomonligi tufayli sirt pürüzlülüğünün sezilarli darajada oshishiga olib keldi.
3. Nur diametri
Lazer nurining diametri energiya taqsimotiga va eritma hovuzining hajmiga ta'sir qiladi, bu esa sirt pürüzlülüğüne ta'sir qiladi.
Kichikroq nur diametri: Kichikroq nur diametri energiyani kichikroq maydonga to'playdi, bu esa qoplama jarayonining aniqligini oshirishi mumkin. Biroq, bu, shuningdek, yuqori mahalliy harorat gradientlariga olib kelishi mumkin, bu esa to'g'ri nazorat qilinmasa, sirt pürüzlülüğünün oshishiga olib kelishi mumkin. Masalan, Liu va boshqalar. (2023) 0,5 mm diametrli nur diametri 1 mm diametrga nisbatan pastroq sirt pürüzlülüğüne olib kelishini kuzatdi, lekin ortiqcha issiqlik konsentratsiyasini oldini olish uchun boshqa parametrlarni diqqat bilan nazorat qilishni talab qildi.
Kattaroq nur diametri: Kattaroq nur diametri energiyani kengroq maydonga taqsimlaydi, bu esa kengroq va sayozroq eritma hovuziga olib keladi. Bu bir xilda erish va qotib qolishni rag'batlantirish orqali sirt pürüzlülüğünü kamaytirishi mumkin. Qiyosiy tadqiqotda Cheng va boshqalar. (2021) 1,5 mm diametrli nurni ishlatish 1 mm diametrga nisbatan silliqroq sirtga olib kelishini aniqladi, Ra qiymatlari mos ravishda 6 mkm va 8 mkm.
Lazer parametrlarining kombinatsiyalangan ta'siri
Lazer kuchi, skanerlash tezligi va nur diametri o'rtasidagi o'zaro ta'sir sirt pürüzlülüğüne ta'sir qiluvchi murakkab dinamikani yaratadi. Optimal qoplama kerakli sirt sifatiga erishish uchun ushbu parametrlarning muvozanatli kombinatsiyasini talab qiladi.
Parametrlarni optimallashtirish: Eksperimental natijalar shuni ko'rsatadiki, ushbu parametrlarni optimallashtirish keng qamrovli yondashuvni talab qiladi. Masalan, o'rtacha lazer kuchi, mos skanerlash tezligi va mos keladigan nur diametrining kombinatsiyasi sirt pürüzlülüğünü samarali ravishda kamaytirish uchun topilgan. Li va boshqalar tomonidan olib borilgan tadqiqotlarga ko'ra. (2022), 1,5 kVt lazer quvvati, 3 mm/s skanerlash tezligi va 1 mm nur diametrining optimallashtirilgan sozlanishi minimal sirt pürüzlülüğünün 4 mkm bo'lishiga olib keldi, bu optimallashtirilmagan sharoitlarga qaraganda ancha yaxshi.
Xulosa
Lazer qoplamasi murakkab jarayon bo'lib, unda sirt pürüzlülüğü quvvat, skanerlash tezligi va nur diametri kabi lazer parametrlari tomonidan kuchli ta'sir qiladi. Har bir parametr eritma hovuzining xususiyatlariga va, natijada, qoplamali materialning sirt sifatiga ta'sir qiladi. Ushbu parametrlarni tushunish va optimallashtirish orqali ishlab chiqaruvchilar qoplamali komponentlarning ishlashi va chidamliligini oshirib, silliq yuzalarga erishishlari mumkin. Ushbu sohada davom etayotgan izlanishlar va ishlanmalar lazerli qoplama jarayonlari haqidagi tushunchamiz va nazoratimizni yanada takomillashtiradi, bu esa yanada yuqori sifatli va ishonchli sirt qoplamalariga olib keladi.
Ma'lumotnomalar
Cheng, L., Chjan, H. va Xu, V. (2021). "Nur diametrining lazerli qoplamadagi sirt pürüzlülüğüne ta'siri".Ishlab chiqarish jarayonlari jurnali, 62, 447-455.
Huang, Y., Li, S. va Vang, X. (2019). "Yaxshilangan sirt qoplamasi uchun lazer qoplamasi parametrlarini optimallashtirish".Sirt va qoplamalar texnologiyasi, 374, 99-107.
Kim, J., Park, S. va Choi, J. (2022). "Skanerlash tezligining lazerli qoplamadagi sirt sifatiga ta'siri".Materialshunoslik va muhandislik A, 813, 142252.
Li, T., Park, J. va Li, H. (2022). "Lazer qoplamasida sirt pürüzlülüğünü minimallashtirish uchun parametr optimallashtirish".Lazer ilovalari jurnali, 34(1), 012405.
Liu, R., Zhao, Y. va Li, Q. (2023). "Lazer nurlari diametrining qoplamali yuzalar sifatiga ta'siri".Laser Micro Nanoengineering jurnali, 18(2), 113-121.
Vang, Z., Chjan, Y. va Chen, X. (2021). "Lazer quvvatining lazer qoplamasidagi sirt pürüzlülüğü va mikro tuzilishiga ta'siri".Materiallarning tavsifi, 172, 110768.
Chjan, L., Chjou, X. va Gao, H. (2020). "Lazerli qoplama jarayonlarida skanerlash tezligining sirt qoplamasiga ta'siri".Amaliy sirt fanlari, 527, 146926.