1. Lazerli payvandlash printsipi: materiallar orasidagi o'zaro ta'sir
Metall materiallarni lazer bilan qayta ishlash asosan fototermik effektni termal qayta ishlashga asoslangan. Lazer materialning sirtini nurlantirganda, turli quvvat zichligi ostida materialning sirt maydonida turli xil o'zgarishlar sodir bo'ladi. Bu o'zgarishlar sirt haroratining oshishi, erish, bug'lanish, kalit teshiklari shakllanishi va foto-induktsiyali plazma hosil bo'lishini o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, materialning sirt maydonining jismoniy holatidagi o'zgarishlar lazerning material tomonidan so'rilishiga katta ta'sir qiladi. Umuman olganda, harorat qanchalik yuqori bo'lsa, materialning lazerga singish tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Quvvat zichligi va harakat vaqtining oshishi bilan metall materiallar jismoniy holatda quyidagi o'zgarishlarga uchraydi.
Lazerli payvandlashning yadrosi ikkitadir: issiqlik uzatish va issiqlik o'tkazuvchanligi. Issiqlik uzatish issiqlik manbai, quvvat zichligi va chiziq energiyasi bilan bog'liq. Issiqlik o'tkazuvchanligi, asosan, materialning o'ziga xos xususiyatlariga tegishli bo'lgan issiqlik tarqalishi va issiqlik uzatish tezligi bilan bog'liq bo'lib, odatda suvni sovutish moslamalari va himoya gaz oqimi bilan yaxshi sozlanishi mumkin. Payvandlash jarayonida issiqlik manbai, quvvat zichligi va chiziq energiyasi asosan sozlanadi. Jarayon parametrlari quyidagilardir: lazer yadrosi diametri, quvvat, tezlik, defokus va boshqalar.
Payvandlash jarayonining assimilyatsiya tezligiga ko'ra lazerli payvandlashning ikkita asosiy turi mavjud. Ulardan biri issiqlik o'tkazuvchan payvandlash (chuqurlik-kenglik nisbati < 1, qizil nurning lazerni yutish darajasi 20% ichida, turli to'lqin uzunliklarida farqlar mavjud). Ikkinchisi chuqur penetratsion payvandlash (chuqurlik-kenglik nisbati> 1, assimilyatsiya darajasi materialning eritma hovuzining assimilyatsiya tezligidan kattaroqdir, 60% dan ortiq, asosan, kalit teshigida lazerli ko'p aks ettiruvchi assimilyatsiya).
Lazerli issiqlik o'tkazuvchanligini payvandlash:
Turli xil lazer nurlanishi material holatida turli xil o'zgarishlarga olib keladi, bu payvandlash jarayonida ikkita odatiy payvandlash rejimi sifatida namoyon bo'ladi: lazerli issiqlik o'tkazuvchanligi bilan payvandlash va lazer chuqur penetratsion payvandlash. Issiqlik uzatish jarayoni, chok hosil qilish mexanizmi, texnologik xarakteristikalari va ikkalasining qo'llanilish doirasi juda farq qiladi.
Lazerli issiqlik o'tkazuvchanligi payvandlash rejimi:
Issiqlik o'tkazuvchan payvandlashda ishlov beriladigan qismning yuzasida lazer nurlanishi 10E4 ~ 10E6W / sm oralig'ida bo'ladi. Lazer energiyasi 10 ~ 100 m sirt qatlamining yupqa qatlami tomonidan so'riladi va sirt qatlamining lazer energiyasi issiqlik o'tkazuvchanligi bilan materialning ichki qismiga uzatiladi va lazerga to'g'ridan-to'g'ri tegib bo'lmaydi. Lazer nurlanishining ma'lum davridan so'ng, sirt erish darajasiga etadi va bu erish izotermasi materialga chuqur tarqaladi va sirt harorati ko'tarilishda davom etadi. Biroq, eng yuqori faqat materialning qaynash nuqtasiga etib borishi mumkin va harorat qanchalik baland bo'lsa, material chuqur hosil qilish uchun bug'lanadi. Barqaror issiqlik o'tkazuvchanligini payvandlash jarayoni buziladi, payvand chovgum tebranadi va material yonib ketadi. Odatda, issiqlik o'tkazuvchan payvandlash asosan yupqa qatlamlarda qo'llaniladi va bu holatni bartaraf etish kerak. Lazer nurlari va ishlov beriladigan qismning nisbiy harakati bilan quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, sayoz va keng chok hosil bo'ladi. Payvand chokining chuqurlik va kenglik nisbati kichik va chokning kengligi odatda penetratsiya chuqurligidan 2 baravar ko'pdir. Quyidagi rasmda odatda lazerli issiqlik o'tkazuvchanligi payvandlash payvandining profili ko'rsatilgan va payvand shakli taxminan yarim sharsimondir.
Lazerli chuqur penetratsion payvandlash:
Nurlanish 10E7W/sm dan ortiq bo'lsa, materialning yuzasi lazer ta'sirida eriydi va bug'lanadi va hosil bo'lgan bug 'qaytib tashlanishi bosimi eritilgan hovuzga pastga qarab kalit teshigini hosil qiladi. Yorug'lik nuri to'g'ridan-to'g'ri kalit teshigining pastki qismiga ta'sir qiladi, metallni yanada eritadi va bug'laydi. Yuqori bosimli gaz doimiy ravishda kalit teshigining ichki qismidan hosil bo'ladi va doimiy ravishda tashqariga otilib chiqadi, bu esa teshikni yanada chuqurlashtiradi. Nur ham chuqurroq va chuqurroq bo'ladi va lazer issiqlik manbai ham materialning ichida harakat qiladi, issiqlikni kalit teshigining ichki qismidan materialga o'tkazib, chuqurroq issiqlik ta'sir qiladigan zonani hosil qiladi. Shu bilan birga, kalit teshigi yuqori haroratli bug 'bilan qisman ionlangan plazma bilan to'ldiriladi va kalit teshigidan chiqish ustida ma'lum bir plazma buluti hosil bo'ladi.
Lazerli payvandlash jarayonida lazerning yutilishida kalit teshigi effekti muhim rol o'ynaydi. Kalit teshigiga kiradigan lazer nurlari teshik devorining bir nechta aks ettirishi orqali deyarli butunlay so'riladi. Rasmda ko'rsatilganidek, agar kalit teshigi konussimon sirt bo'lsa (burchak ∅), konusning o'qi bo'ylab tushayotgan yorug'lik nuri konus orqali to'g'ridan-to'g'ri kalit teshigining pastki qismiga to'g'ri keladi va aks ettiriladi 180 daraja /∅. Po'latning yutilishi har bir aks ettirish uchun taxminan 13% ni tashkil qiladi. P=10 daraja o'rnatilganda, umumiy yutilish 18 ta ko'zguda 92% ga etadi, bu issiqlik o'tkazuvchanligi 13% bilan solishtirganda ancha yaxshilanadi. Issiqlik o'tkazuvchanligi va chuqur erish o'rtasidagi farq, odatda, metallurgiya erish chuqurligiga ko'ra: erish kengligi 1 dan katta, bu chuqur erish deb hisoblanishi mumkin, chunki kalit teshiklarning paydo bo'lishi assimilyatsiya tezligini yaxshilaydi. Ushbu oddiy usul bitta lazerli payvandlash uchun javob beradi. Kompozit bu hukm uchun mos emas, bu odatda chuqur penetratsion payvandlashdir va markaziy nurning kalit teshigi ta'siri bor.
2. Turli yadro diametrli lazerni payvandlash metallografik taqqoslash
Asosiy quvvat zichligi, issiqlik o'tkazuvchanligi payvandlash, chuqur penetratsion payvandlash tushunchalarini tushunganingizdan so'ng, turli yadro diametrlarining quvvat zichligi va metallografik taqqoslash tahlili. Ushbu payvandlash tajribasi bozorda keng tarqalgan lazer yadrosi diametri uchun o'tkaziladi.
Quvvat zichligi nuqtai nazaridan, xuddi shu quvvat ostida, yadro diametri qanchalik nozik bo'lsa, lazer yorqinligi qanchalik baland bo'lsa, energiya shunchalik konsentratsiyalangan bo'ladi. Agar lazer o'tkir pichoq bilan taqqoslansa, lazerning yadro diametri qanchalik kichik bo'lsa, shunchalik o'tkirroq bo'ladi. 14um yadro diametrining quvvat zichligi 100um yadroli diametrli lazerdan 50 baravar ko'proq va ishlov berish quvvati kuchliroq. Shu bilan birga, bu erda hisoblangan quvvat zichligi oddiygina o'rtacha zichlikdir. Haqiqiy energiya taqsimoti taxminan Gauss bo'lib, markaziy energiya o'rtacha quvvat zichligidan bir necha baravar yuqori bo'ladi.
Turli yadro diametrli lazerni taqqoslash:
(1) Tajribaning tezligi 150 mm / s, diqqat markazida payvandlangan, 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 200um dan oshganda, alyuminiy va mis kabi yuqori teskari qotishmalarda chuqur penetratsiyani o'ynash oson emas va chuqur penetratsion payvandlashga erishish uchun yuqori quvvat talab qilinadi.
(3) Kichik yadroli lazer yuqori quvvat zichligiga ega, yuqori energiya bilan materialning yuzasida kalit teshiklarini tezda teshib qo'yishi mumkin va issiqlik ta'sir qiladigan zona kichik, lekin ayni paytda payvand yuzasi qo'pol va ehtimollik. past tezlikda payvandlashda kalit teshigining qulashi yuqori. Payvandlash siklining kalit teshigini yopish davri uzoq bo'lib, nuqsonlar, porozlik va boshqa nuqsonlarni ishlab chiqarish oson, bu yuqori tezlikda ishlov berish yoki aylanish traektoriyasi bilan ishlov berish uchun mos keladi.
(4) Katta nuqta tufayli katta yadroli lazer va energiya ko'proq tarqaladi, bu lazer sirtini qayta eritish, qoplash, tavlanish va boshqa jarayonlar uchun ko'proq mos keladi.
3. Oddiy dastur tahlili
Kichik yadroli lazerning afzalliklari va qo'llanilishi (< 100um)
(1) Yuqori teskari materiallar: alyuminiy, mis, zanglamaydigan po'lat, nikel, molibden va boshqalar.
Yuqori teskari materiallar kichik yadro diametrli lazerni tanlashi kerak. Yuqori quvvatli zichlikdagi lazer nurlari materialni suyultirilgan yoki bug'langan holatga tezda qizdirish, materialning lazerni yutish tezligini yaxshilash va samarali va tezkor ishlov berish uchun ishlatiladi. Katta yadroli diametrli lazerni tanlang, bu osonlik bilan yuqori reaktsiyaga olib kelishi mumkin, natijada virtual payvandlash va hatto lazerni yoqish mumkin.
(2) Yorilishga sezgir materiallar: nikel, nikel bilan qoplangan mis, alyuminiy, zanglamaydigan po'lat, titanium qotishmasi va boshqalar.
Ushbu material odatda issiqlik ta'sir qiladigan zonani qattiq nazorat qilishni talab qiladi, kichik eritilgan hovuzga bo'lgan ehtiyoj va kichik yadro diametri lazerini tanlash ko'proq mos keladi.
(3) Yuqori tezlikda lazer bilan ishlov berish:
Chuqur penetratsion payvandlash yuqori tezlikda lazer bilan ishlov berishni talab qiladi. Chiziq energiyasi materialni yuqori tezlikda eritish uchun etarli bo'lishini ta'minlash uchun yuqori energiya zichligi bo'lgan lazerni tanlash kerak, ayniqsa, bir-biriga yopishgan payvandlash, penetratsion payvandlash va yuqori penetratsion talablarga ega bo'lgan boshqa kichik yadroli lazerlar uchun.
Advantages and Applications of Large Core Laser (>100um)
Katta yadro diametri, katta yorug'lik nuqtasi, katta issiqlik qoplamasi, keng qo'llash yuzasi va faqat material yuzasining mikro erishiga erishish uchun. U lazerli qoplama, lazerni qayta eritish, lazer bilan tavlanish, lazerni qattiqlashtirish va hokazolarda qo'llash uchun juda mos keladi. Bu sohalarda katta dog'lar yuqori ishlab chiqarish samaradorligi va kam nuqsonlarni bildiradi (issiqlik o'tkazuvchan payvandlashda deyarli hech qanday nuqson yo'q).
Payvandlashda katta nuqta, asosan, kichik yadro diametrli kompozit lazer uchun ishlatiladigan kompozit payvandlash uchun ishlatiladi. Katta yorug'lik dog'lari materialning sirtini qattiqdan suyuqlikka biroz eritib yuboradi, shuning uchun materialning lazerga singish tezligi sezilarli darajada yaxshilanadi. Keyin kalit teshigini teshish va penetratsiya chuqurligini teshish uchun kichik yadro diametridan foydalaning. Ushbu jarayonda katta yorug'lik joylarini oldindan qizdirish va qayta ishlash va erigan hovuzning katta harorat gradienti tufayli material tez isitish va tez sovutish natijasida paydo bo'lgan yoriqlar paydo bo'lishi oson emas va payvand chokining ko'rinishi silliqroq bo'ladi. . Splash bitta lazerli eritmadan pastroq.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. Ar-ge, avtomatik lazerli qoplama mashinasi, yuqori tezlikda lazerli qoplama mashinasi, lazerli söndürme mashinasi, lazerli payvandlash mashinasi va lazerli 3D bosib chiqarish uskunalarini ishlab chiqarish va sotishga ixtisoslashgan yuqori texnologiyali korxona. Mahsulotlarimiz tejamkor bo‘lib, ichki va xorijda sotilmoqda. Agar siz bizning mahsulotlarimizga qiziqsangiz, bob@gshenglaser.com raqami orqali biz bilan bog‘laning.