Paragun tal-effetti tal-iwweldjar ta' lejżers b'dijametri ċentrali differenti

Iwweldjar bil-lejżerjista' jinkiseb bl-użu ta' raġġi tal-lejżer kontinwi jew pulsati. Il-prinċipji ta'iwweldjar bil-lejżerJista' jinqasam f'weldjar b'konduzzjoni tas-sħana u wweldjar b'penetrazzjoni profonda bil-lejżer. Meta d-densità tal-qawwa tkun inqas minn 104~105 W/cm2, dan ikun iwweldjar b'konduzzjoni tas-sħana. F'dan il-ħin, il-fond tal-penetrazzjoni jkun baxx u l-veloċità tal-iwweldjar tkun bil-mod; meta d-densità tal-qawwa tkun akbar minn 105~107 W/cm2, il-wiċċ tal-metall isir konkavi f'"toqob" minħabba s-sħana, u jifforma wweldjar b'penetrazzjoni profonda, li għandu l-karatteristiċi ta' veloċità mgħaġġla tal-iwweldjar u proporzjon tal-aspett kbir. Il-prinċipju tal-konduzzjoni termaliiwweldjar bil-lejżerhuwa: ir-radjazzjoni tal-lejżer issaħħan il-wiċċ li għandu jiġi pproċessat, u s-sħana tal-wiċċ tinfirex lejn l-intern permezz tal-konduzzjoni termali. Billi jiġu kkontrollati l-parametri tal-lejżer bħall-wisa' tal-impuls tal-lejżer, l-enerġija, il-qawwa massima, u l-frekwenza tar-ripetizzjoni, il-biċċa tax-xogħol tiġi mdewba biex tifforma ġabra mdewba speċifika.

L-iwweldjar bil-lejżer b'penetrazzjoni profonda ġeneralment juża raġġ tal-lejżer kontinwu biex jikkompleta l-konnessjoni tal-materjali. Il-proċess fiżiku metallurġiku tiegħu huwa simili ħafna għal dak tal-iwweldjar bir-raġġ tal-elettroni, jiġifieri, il-mekkaniżmu ta' konverżjoni tal-enerġija jitlesta permezz ta' struttura ta' "toqba taċ-ċavetta".

Taħt irradjazzjoni bil-lejżer b'densità ta' qawwa għolja biżżejjed, il-materjal jevapora u jiffurmaw 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 f'temperatura għolja, u b'hekk il-metall li jdawwar it-toqba jiddewweb. It-toqba ż-żgħira timtela bil-fwar f'temperatura għolja ġġenerat mill-evaporazzjoni kontinwa tal-materjal tal-ħajt taħt l-irradjazzjoni tar-raġġ. Il-ħitan tat-toqba ż-żgħira huma mdawra b'metall imdewweb, u l-metall likwidu huwa mdawwar b'materjali solidi (fil-biċċa l-kbira tal-proċessi konvenzjonali tal-iwweldjar u l-iwweldjar bil-konduzzjoni tal-lejżer, l-enerġija l-ewwel tiġi depożitata fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol u mbagħad tiġi ttrasportata lejn ġewwa 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 iġġenerata kontinwament fil-kavità tat-toqba u jżommu bilanċ dinamiku. Ir-raġġ tad-dawl jidħol kontinwament fit-toqba ż-żgħira, u l-materjal barra t-toqba ż-żgħira jiċċirkola kontinwament. Hekk kif ir-raġġ tad-dawl jiċċaqlaq, it-toqba ż-żgħira dejjem tkun fi stat stabbli ta' fluss.

Jiġifieri, it-toqba ż-żgħira u l-metall imdewweb li jdawwar il-ħajt tat-toqba jimxu 'l quddiem bil-veloċità 'l quddiem tar-raġġ pilota. Il-metall imdewweb jimla l-vojt li jibqa' wara li titneħħa t-toqba ż-żgħira u jikkondensa kif xieraq, u tifforma l-iwweldjar. Dan kollu jiġri tant 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 bil-konduttività termali, u l-iwweldjar bil-penetrazzjoni profonda, se nwettqu analiżi komparattiva tad-densità tal-qawwa u l-fażijiet metallografiċi ta' dijametri differenti tal-qalba.

Paragun ta' esperimenti tal-iwweldjar ibbażati fuq dijametri komuni tal-qalba tal-lejżer fis-suq:

Densità tal-qawwa tal-pożizzjoni tal-punt fokali ta' lejżers b'dijametri ċentrali differenti

Mill-perspettiva tad-densità tal-qawwa, bl-istess qawwa, iktar ma jkun żgħir id-dijametru tal-qalba, iktar ikun għoli l-luminożità tal-lejżer u iktar tkun ikkonċentrata l-enerġija. Jekk il-lejżer jitqabbel ma' sikkina li taqta', iktar ma jkun żgħir id-dijametru tal-qalba, iktar ikun jaqta' l-lejżer. Id-densità tal-qawwa tal-lejżer b'dijametru tal-qalba ta' 14um hija aktar minn 50 darba dik tal-lejżer b'dijametru tal-qalba ta' 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 Gaussjana approssimattiva, u l-enerġija ċentrali se tkun diversi drabi d-densità medja tal-qawwa.

Dijagramma skematika tad-distribuzzjoni tal-enerġija tal-lejżer b'dijametri ċentrali differenti

Il-kulur tad-dijagramma tad-distribuzzjoni tal-enerġija huwa d-distribuzzjoni tal-enerġija. Iktar 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 ta' raġġi tal-lejżer b'dijametri tal-qalba differenti, jista' jidher li l-parti ta' quddiem tar-raġġ tal-lejżer mhijiex qawwija u r-raġġ tal-lejżer huwa qawwi. Iktar ma tkun żgħira, iktar ma tkun ikkonċentrata l-enerġija f'punt wieħed, iktar tkun qawwija u iktar tkun qawwija l-abbiltà ta' penetrazzjoni tagħha.

Paragun tal-effetti tal-iwweldjar ta' lejżers b'dijametri ċentrali differenti

Paragun ta' lejżers b'dijametri ċentrali differenti:

(1) L-esperiment juża veloċità ta' 150mm/s, iwweldjar f'pożizzjoni ta' fokus, u l-materjal huwa aluminju tas-serje 1, ħxuna ta' 2mm;

(2) Iktar ma jkun kbir id-dijametru tal-qalba, iktar tkun kbira l-wisa' tat-tidwib, iktar tkun kbira ż-żona affettwata mis-sħana, u iżgħar id-densità tal-qawwa tal-unità. Meta d-dijametru tal-qalba jaqbeż il-200um, mhux faċli li tinkiseb fond ta' penetrazzjoni fuq ligi ta' reazzjoni għolja bħall-aluminju u r-ram, u iwweldjar b'penetrazzjoni profonda ogħla jista' jinkiseb biss b'qawwa għolja;

(3) Lejżers b'qalba żgħira għandhom densità ta' qawwa għolja u jistgħu malajr iħaffru toqob taċ-ċavetta 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 li t-toqba taċ-ċavetta tiġġarraf hija għolja waqt l-iwweldjar b'veloċità baxxa, u t-toqba taċ-ċavetta tingħalaq matul iċ-ċiklu tal-iwweldjar. Iċ-ċiklu huwa twil, u difetti bħal difetti u pori huma suxxettibbli li jseħħu. Huwa adattat għal ipproċessar b'veloċità għolja jew ipproċessar b'trajettorja ta' tbandil;

(4) Lejżers b'dijametru ċentrali kbir għandhom tikek tad-dawl akbar u enerġija aktar mifruxa, u dan jagħmilhom aktar adattati għat-tidwib mill-ġdid tal-wiċċ tal-lejżer, il-kisi, l-ittemprar u proċessi oħra.