Tqabbil tal-effetti tal-iwweldjar tal-lejżers b'dijametri tal-qalba differenti
L-ipproċessar bil-lejżer ta 'materjali tal-metall huwa prinċipalment ipproċessar termali bbażat fuq l-effett fototermali. Meta l-lejżer irradja l-wiċċ tal-materjal, l-erja tal-wiċċ tal-materjal se tgħaddi minn diversi bidliet taħt densitajiet ta 'enerġija differenti. Dawn il-bidliet jinkludu żieda fit-temperatura tal-wiċċ, tidwib, vaporizzazzjoni, formazzjoni ta 'keyhole, u ġenerazzjoni ta' fotoplasma. Barra minn hekk, il-bidla tal-istat fiżiku tar-reġjun tal-wiċċ tal-materjal taffettwa ħafna l-assorbiment tal-materjal tad-dawl tal-lejżer. B'mod ġenerali, iktar ma tkun għolja t-temperatura, iktar tkun għolja r-rata ta 'assorbiment tal-materjal tad-dawl tal-lejżer. Biż-żieda tad-densità tal-qawwa u l-ħin ta 'azzjoni, il-materjal tal-metall se jgħaddi mill-bidliet fl-istat fiżiku li ġejjin, kif muri fil-Figura 1 [1].
Hemm żewġ qlub tal-iwweldjar bil-lejżer: trasferiment tas-sħana u konduzzjoni tas-sħana. It-trasferiment tas-sħana huwa relatat mas-sors tas-sħana, id-densità tal-enerġija u l-enerġija tal-linja; Il-fluss tal-arja biex jirfina. Fil-proċess tal-iwweldjar, is-sors tas-sħana, id-densità tal-qawwa u l-enerġija tal-linja huma prinċipalment aġġustati. Il-parametri tal-proċess involuti jinkludu: l-għażla tad-dijametru tal-qalba tal-lejżer, qawwa, veloċità, u ammont ta 'defocus. Meta wieħed iqis li dan l-artikolu jiffoka prinċipalment fuq lejżers b'dijametri tal-qalba differenti u prinċipalment jinvolvi densitajiet ta 'enerġija differenti, il-Figura 2 turi l-formula ta' kalkolu sempliċi tad-densità tal-qawwa:
Hemm żewġ tipi ewlenin ta 'wweldjar bil-lejżer skond ir-rata ta' assorbiment tal-proċess ta 'wweldjar, wieħed huwa l-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana (proporzjon tal-fond-wisa'<1, laser absorption rate of red light is within 20%, and different wavelengths are different), and the other is deep penetration welding (Aspect ratio > 1, the absorption rate is greater than the absorption rate of the molten pool of the material, more than 60%, mainly due to the multiple reflection and absorption of the laser in the keyhole).
Iwweldjar bil-konduzzjoni tas-sħana bil-lejżer:
Irradjanza tal-lejżer differenti se tikkawża bidliet differenti fl-istat tal-materjal, li huwa rifless fil-proċess tal-iwweldjar bħala żewġ modi tipiċi tal-iwweldjar: iwweldjar bil-konduzzjoni tas-sħana bil-lejżer u iwweldjar bil-laser b'penetrazzjoni profonda. Il-proċess tat-trasferiment tas-sħana, il-mekkaniżmu tal-formazzjoni tal-weldjatura, il-karatteristiċi tal-proċess u l-firxa ta 'applikazzjoni tat-tnejn huma differenti ħafna.
Modalità tal-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana bil-lejżer:
Waqt l-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana, l-irradjanza tal-lejżer irradjata fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol hija fil-medda ta '10E4 ~ 10E6W/cm, u l-enerġija tal-lejżer hija assorbita mis-saff irqiq ta' 10 ~ 100m fuq il-wiċċ. L-enerġija tal-laser fuq il-wiċċ tiġi trażmessa lejn l-intern tal-materjal permezz tal-konduzzjoni tas-sħana, u l-lejżer ma jistax jintmess direttament. Wara ċertu perjodu ta 'irradjazzjoni bil-lejżer, il-wiċċ jilħaq tidwib, u din l-iżoterma tat-tidwib tippropaga fil-fond fil-materjal, u t-temperatura tal-wiċċ tkompli tiżdied. Iżda l-ogħla jista 'biss jilħaq il-punt tat-togħlija tal-materjal, ma jimpurtax kemm tkun għolja t-temperatura, il-materjal se jevaporizza u jifforma ħofor, il-proċess stabbli tal-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana se jinqered, il-pool imdewweb se joxxilla, u l-materjal se jkun maħruq. Ġeneralment, l-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana jintuża l-aktar fi pjanċi rqaq. F'dan il-każ Jeħtieġ li ttemmha. Bil-moviment relattiv tar-raġġ tal-lejżer u l-biċċa tax-xogħol, tiġi ffurmata ħjata ta 'weldjatura baxxa u wiesgħa, kif muri fil-Figura 3. Il-proporzjon tal-fond għall-wisa' tal-ħjata tal-weldjatura huwa żgħir, u l-wisa 'tal-ħjata tal-weldjatura hija ġeneralment aktar mid-doppju tal-fond tal-penetrazzjoni. Il-figura ta 'hawn taħt turi d-dehra trasversali ta' ħjata tipika tal-iwweldjar tal-konduzzjoni tas-sħana bil-lejżer, u l-forma tal-ħjata tal-weldjatura hija bejn wieħed u ieħor emisferika.
Tqabbil ta 'lejżers b'dijametru tal-qalba differenti:
(1) Il-veloċità tal-esperiment hija 150mm/s, il-pożizzjoni tal-fokus hija wweldjata, il-materjal huwa aluminju ta 'serje 1, u l-ħxuna hija 2mm;
(2) Iktar ma jkun kbir id-dijametru tal-qalba, akbar tkun il-wisa 'tal-fużjoni, akbar tkun iż-żona affettwata mis-sħana, u iżgħar tkun id-densità tal-qawwa tal-unità. Meta d-dijametru tal-qalba jaqbeż il-200um, mhuwiex faċli li tinkiseb fond ta 'penetrazzjoni fuq ligi ta' reazzjoni għolja bħall-aluminju u r-ram, u teħtieġ qawwa ogħla tista 'tikseb iwweldjar ta' penetrazzjoni profonda;
(3) Il-lejżer b'dijametru żgħir tal-qalba għandu densità ta 'qawwa għolja, jista' malajr jippanċja toqob tas-sejħiet fuq il-wiċċ tal-materjal b'enerġija għolja, u għandu żona żgħira affettwata mis-sħana, iżda fl-istess ħin il-wiċċ tal-weldjatura huwa mhux maħdum, il- probabbiltà ta ' kollass keyhole hija għolja waqt l-iwweldjar b'veloċità baxxa, u l-keyhole hija magħluqa matul iċ-ċiklu ta ' l-iwweldjar Ċiklu twil, faċli biex jipproduċu difetti, pori u difetti oħra, addattati għall-ipproċessar ta ' veloċità għolja jew ipproċessar bil-korsa swing;
(4) Lejżers b'dijametru kbir huma aktar adattati għal tidwib mill-ġdid tal-wiċċ tal-lejżer, kisi, ittemprar u proċessi oħra minħabba l-post kbir tagħhom u l-enerġija aktar imxerrda.
Materjali li jirriflettu għolja: aluminju, ram, azzar li ma jissaddadx, nikil, molibdenu, eċċ .;
(1) Materjali li jirriflettu għoli jeħtieġ li jagħżlu laser b'dijametru żgħir. L-użu ta 'raġġ tal-lejżer ta' densità għolja ta 'qawwa biex issaħħan malajr il-materjal għal stat likwifikat jew vaporizzat, ittejjeb ir-rata ta' assorbiment tal-lejżer tal-materjal, u tikseb proċessar effiċjenti u veloċi. Huwa faċli li tagħżel laser b'dijametru kbir tal-qalba. Iwassal għal riflessjoni għolja, iwassal għal iwweldjar virtwali, u anke jaħarqu l-lejżer;
Materjali sensittivi għax-xquq: nikil, ram miksi bin-nikil, aluminju, azzar li ma jissaddadx, liga tat-titanju, eċċ.
(2) Dan it-tip ta 'materjal ġeneralment jeħtieġ kontroll strett taż-żona affettwata mis-sħana u jeħtieġ pool żgħir imdewweb. Huwa aktar xieraq li tagħżel laser b'dijametru żgħir;
Ipproċessar bil-lejżer b'veloċità għolja:
(3) L-iwweldjar ta 'penetrazzjoni profonda jeħtieġ ipproċessar tal-lejżer b'veloċità għolja, u huwa meħtieġ li jintgħażel lejżer b'densità għolja ta' enerġija biex jiġi żgurat li l-enerġija tal-linja tkun biżżejjed biex idub il-materjal b'veloċità għolja, speċjalment għall-iwweldjar tal-ħoġor, iwweldjar ta 'penetrazzjoni, u qlub żgħar oħra li jeħtieġu fond ta 'penetrazzjoni għolja. Lejżers radjali huma aktar adattati.
Advantages and applications of large core lasers (>100um):
Dijametru kbir tal-qalba u post kbir, żona kbira ta 'kopertura tas-sħana, wiċċ ta' azzjoni wiesa ', u tikseb biss mikro-tidwib fuq il-wiċċ tal-materjal, adattat ħafna għal applikazzjonijiet fil-kisi tal-lejżer, tidwib mill-ġdid tal-lejżer, ittemprar bil-lejżer, ebusija tal-lejżer, eċċ. żoni, post kbir ifisser produttività ogħla u difetti aktar baxxi (l-issaldjar tal-konduzzjoni tas-sħana huwa kważi mingħajr difetti).
F'termini ta 'l-iwweldjar, il-post kbir huwa prinċipalment użat għall-iwweldjar kompost, li huwa użat għall-taħlit b'laser b'dijametru tal-qalba żgħira: il-post kbir jagħmel il-wiċċ tal-materjal jiddewweb ftit, jittrasforma minn solidu għal likwidu, li jtejjeb ħafna r-rata ta' assorbiment tal-materjal għall-lejżer, u mbagħad juża qalba żgħira F'dan il-proċess, minħabba t-tisħin minn qabel tal-post kbir, l-ipproċessar ta 'wara, u l-gradjent kbir tat-temperatura mogħti lill-pool imdewweb, il-materjal mhuwiex suxxettibbli għal difetti xquq ikkawżati permezz ta 'tisħin rapidu u tkessiħ rapidu. Jista 'jagħmel id-dehra tal-weldjatura aktar bla xkiel, u fl-istess ħin tikseb spatter aktar baxx mis-soluzzjoni waħda tal-laser.
