Samanburður á suðuáhrifum leysira með mismunandi kjarnaþvermál
Laservinnsla málmefna er aðallega varmavinnsla byggð á ljóshitaáhrifum. Þegar leysirinn geislar yfirborð efnisins mun yfirborðsflatarmál efnisins taka ýmsum breytingum undir mismunandi aflþéttleika. Þessar breytingar fela í sér aukinn yfirborðshita, bráðnun, uppgufun, skráargatsmyndun og ljósplasmamyndun. Þar að auki hefur breyting á líkamlegu ástandi efnisyfirborðssvæðisins mikil áhrif á frásog efnisins á leysiljósi. Almennt talað, því hærra sem hitastigið er, því hærra frásogshraði efnisins á leysiljósi. Með aukningu á aflþéttleika og virknitíma mun málmefnið gangast undir eftirfarandi líkamlega ástandsbreytingar, eins og sýnt er á mynd 1 [1].
Það eru tveir kjarna í leysisuðu: varmaflutningur og hitaleiðni. Varmaflutningur tengist hitagjafa, aflþéttleika og línuorku; Loftflæði til að fínstilla. Í suðuferlinu er hitagjafinn, aflþéttleiki og línuorka aðallega stillt. Ferliðsbreytur sem taka þátt eru meðal annars: val á þvermál leysiskjarna, afl, hraða og magn af fókus. Með hliðsjón af því að þessi grein fjallar aðallega um leysigeisla með mismunandi kjarnaþvermál og felur aðallega í sér mismunandi aflþéttleika, sýnir mynd 2 einfalda útreikningsformúlu aflþéttleika:
Það eru tvær megingerðir af leysisuðu í samræmi við frásogshraða suðuferlisins, önnur er hitaleiðni suðu (dýpt-breiddarhlutfall)<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).
Laser hitaleiðni suðu:
Mismunandi leysigeislun mun valda mismunandi breytingum á ástandi efnisins, sem endurspeglast í suðuferlinu sem tvær dæmigerðar suðustillingar: leysir hitaleiðni suðu og leysir djúpsuðu. Hitaflutningsferlið, suðumyndunarkerfi, vinnslueiginleikar og notkunarsvið þessara tveggja eru mjög mismunandi.
Laser hitaleiðni suðustilling:
Við hitaleiðni suðu er leysigeislunin sem geislað er á yfirborði vinnustykkisins á bilinu 10E4~10E6W/cm og leysiorkan frásogast af þunnt lag sem er 10~100m á yfirborðinu. Leysarorkan á yfirborðinu er send inn í efnið með hitaleiðni og ekki er hægt að snerta leysirinn beint. Eftir ákveðinn tíma leysigeislunar nær yfirborðið að bráðna og þessi bráðnunarjafnhiti breiðist djúpt inn í efnið og yfirborðshitastigið heldur áfram að hækka. En það hæsta getur aðeins náð suðumarki efnisins, sama hversu hátt hitastigið er, efnið gufar upp og myndar gryfjur, stöðugt hitaleiðni suðuferlið eyðileggst, bráðna laugin sveiflast og efnið verður brenndur. Almennt er hitaleiðni suðu aðallega notuð í þunnum plötum. Í þessu tilfelli þarf að binda enda á það. Með hlutfallslegri hreyfingu leysigeisla og vinnustykkis myndast grunnur og breiður suðusaumur, eins og sýnt er á mynd 3. Dýpt og breidd hlutfall suðusaumsins er lítið og breidd suðusaumsins er almennt meira en tvöfalt skarpskyggni. Myndin hér að neðan sýnir þversniðsútlit dæmigerðs leysirhitaleiðni suðusaums og lögun suðusaumsins er um það bil hálfkúlulaga.
Samanburður á mismunandi kjarnaþvermál leysir:
(1) Hraði tilraunarinnar er 150 mm / s, fókusstaðan er soðin, efnið er 1 röð ál og þykktin er 2 mm;
(2) Því stærra sem kjarnaþvermálið er, því stærri samrunabreidd, því stærra er hitaáhrifasvæðið og því minni er aflþéttleiki einingarinnar. Þegar kjarnaþvermálið fer yfir 200um, er ekki auðvelt að ná skarpskyggni dýpt á hárviðbrögðum málmblöndur eins og ál og kopar, og krefst meiri Power getur náð djúpum skarpskyggni suðu;
(3) Laser með litlu kjarnaþvermáli hefur mikla aflþéttleika, getur fljótt slegið skráargöt á yfirborð efnisins með mikilli orku og hefur lítið hitaáhrifasvæði, en á sama tíma er yfirborð suðunnar gróft, líkur á hruni skráargats eru miklar við lághraða suðu og skráargatið er lokað meðan á suðuferlinu stendur. Langur hringrás, auðvelt að framleiða galla, svitahola og aðra galla, hentugur fyrir háhraða vinnslu eða vinnslu með sveiflubraut;
(4) Lasarar með stórum þvermál eru hentugri fyrir endurbræðslu á yfirborði leysir, klæðningu, glæðingu og aðra ferla vegna stórra bletts og dreifðari orku.
Hár hugsandi efni: ál, kopar, ryðfríu stáli, nikkel, mólýbden osfrv .;
(1) Hátt endurskinsefni þarf að velja leysir með litlum þvermál. Notkun leysigeisla með mikilli aflþéttleika til að hita efnið fljótt í fljótandi eða uppgufað ástand, bæta leysir frásogshraða efnisins og ná fram skilvirkri og hraðri vinnslu. Það er auðvelt að velja leysir með stórt kjarnaþvermál. Leiða til mikillar endurspeglunar, leiða til sýndarsuðu og jafnvel brenna út leysirinn;
Sprunguviðkvæm efni: nikkel, nikkelhúðaður kopar, ál, ryðfrítt stál, títan málmblöndur o.fl.
(2) Þessi tegund af efni krefst almennt strangrar eftirlits með hitaáhrifasvæðinu og krefst lítillar bráðnar laugar. Það er meira viðeigandi að velja leysir með litlum þvermál;
Háhraða leysirvinnsla:
(3) Djúpsuðu krefst háhraða leysirvinnslu og það er nauðsynlegt að velja leysir með miklum orkuþéttleika til að tryggja að línuorkan sé nægjanleg til að bræða efnið á miklum hraða, sérstaklega fyrir hringsuðu, gegnumsuðu, og aðrir litlir kjarna sem krefjast mikillar dýptar. Radial leysir henta betur.
Advantages and applications of large core lasers (>100um):
Stórt kjarnaþvermál og stór blettur, stórt hitaþekjusvæði, breitt virkniyfirborð, og ná aðeins örbræðslu á yfirborði efnisins, mjög hentugur fyrir notkun í leysiklæðningu, leysibræðslu, leysiglæðingu, leysiherðingu o.s.frv. svæði, stór blettur þýðir meiri framleiðni og minni galla (hitaleiðni lóðun er nánast gallalaus).
Hvað varðar suðu er stóri bletturinn aðallega notaður til samsettrar suðu, sem er notaður til að blanda saman við leysir með litlum kjarnaþvermál: stóri bletturinn lætur yfirborð efnisins bráðna lítillega, umbreytist úr föstu formi í vökva, sem bætir frásogshraðann til muna. af efninu til leysisins, og notar síðan lítinn kjarna. Í þessu ferli, vegna forhitunar stóra blettsins, eftirvinnslu og mikils hitastigs sem gefinn er í bráðnu lauginni, er efnið ekki viðkvæmt fyrir sprungugalla af völdum með hraðri upphitun og hraðri kælingu. Það getur gert útlit suðunnar sléttara og á sama tíma náð lægri skvettu en einni leysilausnin.
