विभिन्न कोर व्यास भएका लेजरहरूको वेल्डिंग प्रभावहरूको तुलना

लेजर वेल्डिङनिरन्तर वा स्पन्दित लेजर बीम प्रयोग गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ। सिद्धान्तहरूलेजर वेल्डिंगताप चालकता वेल्डिंग र लेजर गहिरो प्रवेश वेल्डिंगमा विभाजन गर्न सकिन्छ। जब पावर घनत्व १०४~१०५ W/cm२ भन्दा कम हुन्छ, यो ताप चालकता वेल्डिंग हो। यस समयमा, प्रवेश गहिराई उथले हुन्छ र वेल्डिंग गति ढिलो हुन्छ; जब पावर घनत्व १०५~१०७ W/cm२ भन्दा बढी हुन्छ, धातुको सतह तापको कारणले "प्वालहरू" मा अवतल हुन्छ, गहिरो प्रवेश वेल्डिंग बनाउँछ, जसमा छिटो वेल्डिंग गति र ठूलो पक्ष अनुपातको विशेषताहरू छन्। थर्मल चालकता को सिद्धान्तलेजर वेल्डिंगहो: लेजर विकिरणले प्रशोधन गरिने सतहलाई तताउँछ, र सतहको ताप थर्मल चालन मार्फत भित्री भागमा फैलिन्छ। लेजर पल्स चौडाइ, ऊर्जा, शिखर शक्ति, र पुनरावृत्ति आवृत्ति जस्ता लेजर प्यारामिटरहरू नियन्त्रण गरेर, वर्कपीसलाई पग्लेर विशिष्ट पग्लिएको पोखरी बनाइन्छ।

लेजर गहिरो प्रवेश वेल्डिंगले सामान्यतया सामग्रीहरूको जडान पूरा गर्न निरन्तर लेजर बीम प्रयोग गर्दछ। यसको धातुकर्म भौतिक प्रक्रिया इलेक्ट्रोन बीम वेल्डिंगसँग धेरै मिल्दोजुल्दो छ, अर्थात्, ऊर्जा रूपान्तरण संयन्त्र "की-होल" संरचना मार्फत पूरा हुन्छ।

पर्याप्त उच्च शक्ति घनत्व भएको लेजर विकिरण अन्तर्गत, सामग्री वाष्पीकरण हुन्छ र साना प्वालहरू बन्छन्। वाष्पले भरिएको यो सानो प्वाल कालो वस्तु जस्तै हुन्छ, जसले घटना किरणको लगभग सबै ऊर्जा सोस्छ। प्वालमा सन्तुलन तापक्रम लगभग २५०० पुग्छ।°ग. उच्च-तापमान प्वालको बाहिरी भित्ताबाट ताप स्थानान्तरण हुन्छ, जसले गर्दा प्वाल वरपरको धातु पग्लन्छ। सानो प्वाल बीमको विकिरण अन्तर्गत भित्ता सामग्रीको निरन्तर वाष्पीकरणबाट उत्पन्न उच्च-तापमान वाष्पले भरिएको हुन्छ। सानो प्वालको भित्ता पग्लिएको धातुले घेरिएको हुन्छ, र तरल धातु ठोस पदार्थहरूले घेरिएको हुन्छ (धेरैजसो परम्परागत वेल्डिंग प्रक्रियाहरू र लेजर चालन वेल्डिंगमा, ऊर्जा पहिले वर्कपीसको सतहमा जम्मा हुन्छ र त्यसपछि स्थानान्तरणद्वारा भित्री भागमा ढुवानी गरिन्छ)। प्वालको भित्ता बाहिर तरल प्रवाह र भित्ता तहको सतह तनाव प्वाल गुहामा निरन्तर उत्पन्न हुने वाष्प दबाबसँग चरणमा हुन्छ र गतिशील सन्तुलन कायम राख्छ। प्रकाश किरण निरन्तर सानो प्वालमा प्रवेश गर्छ, र सानो प्वाल बाहिरको सामग्री निरन्तर बगिरहेको हुन्छ। प्रकाश किरण सर्दा, सानो प्वाल सधैं स्थिर प्रवाहको अवस्थामा हुन्छ।

अर्थात्, सानो प्वाल र प्वालको भित्ता वरिपरि रहेको पग्लिएको धातु पाइलट बीमको अगाडिको गतिमा अगाडि बढ्छ। पग्लिएको धातुले सानो प्वाल हटाइएपछि बाँकी रहेको खाली ठाउँ भर्छ र तदनुसार गाढा हुन्छ, र वेल्ड बन्छ। यो सबै यति छिटो हुन्छ कि वेल्डिङ गति सजिलै प्रति मिनेट धेरै मिटर पुग्न सक्छ।

पावर घनत्व, थर्मल चालकता वेल्डिंग, र गहिरो प्रवेश वेल्डिंगको आधारभूत अवधारणाहरू बुझिसकेपछि, हामी अर्को पटक विभिन्न कोर व्यासहरूको पावर घनत्व र मेटालोग्राफिक चरणहरूको तुलनात्मक विश्लेषण गर्नेछौं।

बजारमा पाइने सामान्य लेजर कोर व्यासको आधारमा वेल्डिङ प्रयोगहरूको तुलना:

विभिन्न कोर व्यास भएका लेजरहरूको फोकल स्पट स्थितिको पावर घनत्व

पावर घनत्वको दृष्टिकोणबाट, एउटै पावर अन्तर्गत, कोर व्यास जति सानो हुन्छ, लेजरको चमक त्यति नै उच्च हुन्छ र ऊर्जा त्यति नै केन्द्रित हुन्छ। यदि लेजरलाई धारिलो चक्कुसँग तुलना गरियो भने, कोर व्यास जति सानो हुन्छ, लेजर त्यति नै तिखो हुन्छ। १४um कोर व्यास लेजरको पावर घनत्व १००um कोर व्यास लेजरको भन्दा ५० गुणा बढी हुन्छ, र प्रशोधन क्षमता बलियो हुन्छ। साथै, यहाँ गणना गरिएको पावर घनत्व केवल एक साधारण औसत घनत्व हो। वास्तविक ऊर्जा वितरण अनुमानित गौसियन वितरण हो, र केन्द्रीय ऊर्जा औसत पावर घनत्वको धेरै गुणा हुनेछ।

विभिन्न कोर व्यासहरू सहितको लेजर ऊर्जा वितरणको योजनाबद्ध रेखाचित्र

ऊर्जा वितरण रेखाचित्रको रंग ऊर्जा वितरण हो। रङ जति रातो हुन्छ, ऊर्जा त्यति नै उच्च हुन्छ। रातो ऊर्जा त्यो ठाउँ हो जहाँ ऊर्जा केन्द्रित हुन्छ। विभिन्न कोर व्यास भएका लेजर बीमहरूको लेजर ऊर्जा वितरण मार्फत, यो देख्न सकिन्छ कि लेजर बीमको अगाडिको भाग तीखो छैन र लेजर बीम तीखो छ। ऊर्जा जति सानो हुन्छ, एक बिन्दुमा जति बढी केन्द्रित हुन्छ, त्यो त्यति नै तीखो हुन्छ र यसको प्रवेश क्षमता त्यति नै बलियो हुन्छ।

विभिन्न कोर व्यास भएका लेजरहरूको वेल्डिंग प्रभावहरूको तुलना

विभिन्न कोर व्यास भएका लेजरहरूको तुलना:

(१) प्रयोगमा १५० मिमी/सेकेन्डको गति, फोकस पोजिसन वेल्डिङ प्रयोग गरिएको छ, र सामग्री १ श्रृंखला एल्युमिनियम, २ मिमी बाक्लो छ;

(२) कोरको व्यास जति ठूलो हुन्छ, पग्लने चौडाइ त्यति नै ठूलो हुन्छ, ताप-प्रभावित क्षेत्र त्यति नै ठूलो हुन्छ, र एकाइको पावर घनत्व त्यति नै सानो हुन्छ। जब कोरको व्यास २००um भन्दा बढी हुन्छ, एल्युमिनियम र तामा जस्ता उच्च-प्रतिक्रिया मिश्र धातुहरूमा प्रवेश गहिराइ प्राप्त गर्न सजिलो हुँदैन, र उच्च गहिरो प्रवेश वेल्डिंग उच्च शक्तिको साथ मात्र प्राप्त गर्न सकिन्छ;

(३) सानो-कोर लेजरहरूमा उच्च शक्ति घनत्व हुन्छ र उच्च ऊर्जा र सानो ताप-प्रभावित क्षेत्रहरू भएका सामग्रीहरूको सतहमा किहोलहरू द्रुत रूपमा पंच गर्न सक्छन्। यद्यपि, एकै समयमा, वेल्डको सतह नराम्रो हुन्छ, र कम-गतिको वेल्डिंगको समयमा किहोल पतनको सम्भावना उच्च हुन्छ, र किहोल वेल्डिंग चक्रको समयमा बन्द हुन्छ। चक्र लामो हुन्छ, र दोषहरू र छिद्रहरू जस्ता दोषहरू हुने सम्भावना हुन्छ। यो उच्च-गति प्रशोधन वा स्विङ ट्र्याजेक्टोरीको साथ प्रशोधनको लागि उपयुक्त छ;

(४) ठूला कोर व्यासका लेजरहरूमा ठूला प्रकाश दागहरू र बढी फैलिएको ऊर्जा हुन्छ, जसले गर्दा लेजर सतह रिमेल्टिङ्, क्ल्याडिङ, एनिलिङ र अन्य प्रक्रियाहरूको लागि तिनीहरूलाई बढी उपयुक्त बनाउँछ।