Iwweldjar bil-lejżerjista 'jinkiseb bl-użu ta' raġġi tal-lejżer kontinwi jew pulsati. Il-prinċipji ta'iwweldjar bil-lejżerjista 'jinqasam f'iwweldjar ta' konduzzjoni tas-sħana u iwweldjar bil-laser b'penetrazzjoni fil-fond. Meta d-densità tal-qawwa hija inqas minn 104 ~ 105 W/cm2, huwa l-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana. F'dan iż-żmien, il-fond tal-penetrazzjoni huwa baxx u l-veloċità tal-iwweldjar hija bil-mod; meta d-densità tal-qawwa hija akbar minn 105 ~ 107 W / ċm2, il-wiċċ tal-metall huwa konkavi fi "toqob" minħabba s-sħana, li jiffurmaw iwweldjar ta 'penetrazzjoni profonda, li għandu Għandu l-karatteristiċi ta' veloċità mgħaġġla tal-iwweldjar u proporzjon kbir tal-aspett. Il-prinċipju tal-konduzzjoni termaliiwweldjar bil-lejżerhija: ir-radjazzjoni tal-lejżer issaħħan il-wiċċ li jrid jiġi pproċessat, u s-sħana tal-wiċċ tinfirex lejn l-intern permezz tal-konduzzjoni termali. Billi tikkontrolla l-parametri tal-lejżer bħall-wisa 'tal-polz tal-lejżer, l-enerġija, l-ogħla qawwa, u l-frekwenza ta' ripetizzjoni, il-biċċa tax-xogħol hija mdewba biex tifforma ġabra mdewba speċifika.
L-iwweldjar ta 'penetrazzjoni profonda bil-lejżer ġeneralment juża raġġ tal-lejżer kontinwu biex tlesti l-konnessjoni tal-materjali. Il-proċess fiżiku metallurġiku tiegħu huwa simili ħafna għal dak tal-iwweldjar bir-raġġ ta 'elettroni, jiġifieri, il-mekkaniżmu ta' konverżjoni tal-enerġija jitlesta permezz ta 'struttura "key-hole".
Taħt l-irradjazzjoni bil-lejżer b'densità ta 'qawwa għolja biżżejjed, il-materjal jevapora u jiġu ffurmati toqob żgħar. Din it-toqba żgħira mimlija bil-fwar hija bħal korp iswed, li jassorbi kważi l-enerġija kollha tar-raġġ inċidentali. It-temperatura tal-ekwilibriju fit-toqba tilħaq madwar 2500°C. Is-sħana tiġi trasferita mill-ħajt ta 'barra tat-toqba b'temperatura għolja, u tikkawża li l-metall li jdawwar it-toqba jiddewweb. It-toqba żgħira hija mimlija bil-fwar ta 'temperatura għolja ġġenerat mill-evaporazzjoni kontinwa tal-materjal tal-ħajt taħt l-irradjazzjoni tar-raġġ. Il-ħitan tat-toqba żgħira huma mdawra b'metall imdewweb, u l-metall likwidu huwa mdawwar b'materjali solidi (fil-biċċa l-kbira tal-proċessi ta 'wweldjar konvenzjonali u l-iwweldjar tal-konduzzjoni bil-lejżer, l-enerġija l-ewwel Iddepożitat fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol u mbagħad ittrasportata lejn l-intern permezz ta' trasferiment ). Il-fluss tal-likwidu barra l-ħajt tat-toqba u t-tensjoni tal-wiċċ tas-saff tal-ħajt huma f'fażi mal-pressjoni tal-fwar iġġenerat kontinwament fil-kavità tat-toqba u jżommu bilanċ dinamiku. Ir-raġġ tad-dawl jidħol kontinwament fit-toqba żgħira, u l-materjal barra t-toqba żgħira qed jiċċirkola kontinwament. Hekk kif ir-raġġ tad-dawl jiċċaqlaq, it-toqba żgħira hija dejjem fi stat stabbli ta 'fluss.
Jiġifieri, it-toqba żgħira u l-metall imdewweb madwar il-ħajt tat-toqba jimxu 'l quddiem bil-veloċità 'l quddiem tar-raġġ pilota. Il-metall imdewweb jimla l-vojt li fadal wara li t-toqba żgħira titneħħa u tikkondensa kif xieraq, u l-weldjatura tiġi ffurmata. Dan kollu jiġri hekk malajr li l-veloċitajiet tal-iwweldjar jistgħu faċilment jilħqu diversi metri fil-minuta.
Wara li nifhmu l-kunċetti bażiċi tad-densità tal-qawwa, l-iwweldjar tal-konduttività termali u l-iwweldjar ta 'penetrazzjoni profonda, aħna mbagħad inwettqu analiżi komparattiva tad-densità tal-qawwa u l-fażijiet metallografiċi ta' dijametri tal-qalba differenti.
Tqabbil ta 'esperimenti ta' wweldjar ibbażati fuq dijametri komuni tal-qalba tal-laser fis-suq:
Densità tal-qawwa tal-pożizzjoni fokali tal-post tal-lejżers b'dijametri tal-qalba differenti
Mill-perspettiva tad-densità tal-qawwa, taħt l-istess qawwa, iktar ma jkun żgħir id-dijametru tal-qalba, iktar tkun għolja l-luminożità tal-lejżer u aktar tkun ikkonċentrata l-enerġija. Jekk il-lejżer jitqabbel ma 'sikkina li taqta', iżgħar ikun id-dijametru tal-qalba, iktar ikun qawwi l-lejżer. Id-densità tal-qawwa tal-laser b'dijametru tal-qalba 14um hija aktar minn 50 darba dik tal-laser b'dijametru tal-qalba 100um, u l-kapaċità tal-ipproċessar hija aktar b'saħħitha. Fl-istess ħin, id-densità tal-qawwa kkalkulata hawn hija biss densità medja sempliċi. Id-distribuzzjoni attwali tal-enerġija hija distribuzzjoni Gaussian approssimattiva, u l-enerġija ċentrali tkun diversi drabi d-densità medja tal-qawwa.
Dijagramma skematika tad-distribuzzjoni tal-enerġija tal-lejżer b'dijametri tal-qalba differenti
Il-kulur tad-dijagramma tad-distribuzzjoni tal-enerġija huwa d-distribuzzjoni tal-enerġija. Aktar ma jkun aħmar il-kulur, iktar tkun għolja l-enerġija. L-enerġija ħamra hija l-post fejn l-enerġija hija kkonċentrata. Permezz tad-distribuzzjoni tal-enerġija tal-lejżer tar-raġġi tal-lejżer b'dijametri tal-qalba differenti, wieħed jista 'jara li r-raġġ tal-lejżer ta' quddiem mhuwiex qawwi u r-raġġ tal-lejżer huwa qawwi. Iktar ma tkun iżgħar, iktar tkun ikkonċentrata l-enerġija fuq punt wieħed, iktar tkun qawwija u aktar b'saħħitha l-kapaċità ta 'penetrazzjoni tagħha.
Tqabbil tal-effetti tal-iwweldjar tal-lejżers b'dijametri tal-qalba differenti
Tqabbil tal-lejżers b'dijametri tal-qalba differenti:
(1) L-esperiment juża veloċità ta '150mm/s, iwweldjar tal-pożizzjoni tal-fokus, u l-materjal huwa aluminju ta' serje 1, ħxuna ta '2mm;
(2) Iktar ma jkun kbir id-dijametru tal-qalba, akbar tkun il-wisa 'tidwib, akbar tkun iż-żona affettwata mis-sħana, u iżgħar tkun id-densità tal-qawwa tal-unità. Meta d-dijametru tal-qalba jaqbeż l-200um, mhuwiex faċli li tinkiseb fond ta 'penetrazzjoni fuq ligi ta' reazzjoni għolja bħall-aluminju u r-ram, u l-iwweldjar ta 'penetrazzjoni Fond ogħla jista' jinkiseb biss b'qawwa għolja;
(3) Lejżers ta 'qalba żgħira għandhom densità ta' qawwa għolja u jistgħu malajr jippanċjaw keyholes fuq il-wiċċ ta 'materjali b'enerġija għolja u żoni żgħar affettwati mis-sħana. Madankollu, fl-istess ħin, il-wiċċ tal-weldjatura huwa mhux maħdum, u l-probabbiltà tal-kollass tat-toqba tas-serratura hija għolja waqt l-iwweldjar b'veloċità baxxa, u t-toqba tas-sejħiet hija magħluqa matul iċ-ċiklu tal-iwweldjar. Iċ-ċiklu huwa twil, u difetti bħal difetti u pori huma suxxettibbli li jseħħu. Huwa adattat għall-ipproċessar ta 'veloċità għolja jew l-ipproċessar bi trajettorja swing;
(4) Lejżers b'dijametru kbir tal-qalba għandhom tikek tad-dawl akbar u enerġija aktar imxerrda, li tagħmilhom aktar adattati għal tidwib mill-ġdid tal-wiċċ tal-lejżer, kisi, ittemprar u proċessi oħra.
Ħin tal-post: Ottubru-06-2023
