Лазерлік дәнекерлеуүздіксіз немесе импульстік лазер сәулелерінің көмегімен қол жеткізуге болады. принциптерілазерлік дәнекерлеужылу өткізгіш дәнекерлеу және лазерлік терең ену дәнекерлеу деп бөлуге болады. Қуаттың тығыздығы 104~105 Вт/см2-ден аз болса, бұл жылу өткізгіш дәнекерлеу. Бұл кезде ену тереңдігі таяз және дәнекерлеу жылдамдығы баяу; қуаттың тығыздығы 105~107 Вт/см2-ден жоғары болғанда, металдың беті жылу әсерінен «саңылауларға» ойысады, терең ену дәнекерлеуін қалыптастырады, ол жылдам дәнекерлеу жылдамдығы мен үлкен арақатынасының сипаттамаларына ие. Жылу өткізгіштік принципілазерлік дәнекерлеубұл: лазер сәулесі өңделетін бетті қыздырады, ал беттік жылу жылу өткізгіштік арқылы ішкі бөлікке таралады. Лазер импульсінің ені, энергиясы, ең жоғары қуаты және қайталану жиілігі сияқты лазер параметрлерін басқару арқылы дайындама арнайы балқытылған пулды қалыптастыру үшін балқытылады.
Лазерлік терең ену дәнекерлеуі әдетте материалдарды қосуды аяқтау үшін үздіксіз лазер сәулесін пайдаланады. Оның металлургиялық физикалық процесі электронды сәулелік дәнекерлеуге өте ұқсас, яғни энергияны түрлендіру механизмі «кілт-тесік» құрылымы арқылы аяқталады.
Қуаттың жеткілікті жоғары тығыздығы бар лазерлік сәулелену кезінде материал буланып, шағын тесіктер пайда болады. Бумен толтырылған бұл кішкене тесік қара дене тәрізді, түскен сәуленің барлық дерлік энергиясын сіңіреді. Шұңқырдағы тепе-теңдік температурасы шамамен 2500-ге жетеді°C. Жылу жоғары температуралы тесіктің сыртқы қабырғасынан беріліп, тесікті қоршап тұрған металдың еруіне әкеледі. Кішкентай тесік сәуленің сәулеленуі кезінде қабырға материалының үздіксіз булануы нәтижесінде пайда болатын жоғары температуралы бумен толтырылады. Кішкентай саңылаудың қабырғалары балқытылған металмен қоршалған, ал сұйық метал қатты материалдармен қоршалған (кәдімгі дәнекерлеу процестерінде және лазерлік дәнекерлеу кезінде энергия алдымен дайындаманың бетіне түседі, содан кейін тасымалдау арқылы ішкі бөлікке тасымалданады). ). Саңылау қабырғасынан тыс сұйықтық ағыны және қабырға қабатының беттік керілуі саңылау қуысында үздіксіз пайда болатын бу қысымымен фазада болады және динамикалық тепе-теңдікті сақтайды. Жарық сәулесі шағын тесікке үздіксіз енеді, ал шағын тесіктің сыртындағы материал үздіксіз ағып тұрады. Жарық сәулесі қозғалған кезде шағын тесік әрқашан тұрақты ағын күйінде болады.
Яғни, тесік қабырғасын қоршап тұрған шағын тесік пен балқытылған металл пилоттық сәуленің алға жылдамдығымен алға жылжиды. Балқытылған металл кішкене тесікті алып тастағаннан кейін қалған бос орынды толтырады және сәйкесінше конденсацияланады және дәнекерлеу пайда болады. Мұның бәрі соншалықты тез жүреді, дәнекерлеу жылдамдығы минутына бірнеше метрге оңай жетеді.
Қуат тығыздығы, жылу өткізгіштік дәнекерлеу және терең ену дәнекерлеудің негізгі түсініктерін түсінгеннен кейін, біз келесі диаметрлердің әртүрлі диаметрлерінің қуат тығыздығы мен металлографиялық фазаларына салыстырмалы талдау жасаймыз.
Нарықтағы жалпы лазерлік өзек диаметрлеріне негізделген дәнекерлеу тәжірибелерін салыстыру:
Өзек диаметрі әртүрлі лазерлердің фокалды нүктелерінің қуат тығыздығы
Қуат тығыздығы тұрғысынан алғанда, бірдей қуатта ядро диаметрі кішірек болса, лазердің жарықтығы соғұрлым жоғары және энергия шоғырланған. Егер лазерді өткір пышақпен салыстыратын болса, ядро диаметрі кішірек болса, лазер соғұрлым өткір болады. Диаметрі 14 м болатын лазердің қуат тығыздығы өзек диаметрі 100 м болатын лазерден 50 есе көп және өңдеу мүмкіндігі күштірек. Сонымен бірге мұнда есептелген қуат тығыздығы қарапайым орташа тығыздық болып табылады. Нақты энергияның таралуы шамамен Гаусс тарауы болып табылады, ал орталық энергия орташа қуат тығыздығынан бірнеше есе көп болады.
Өзек диаметрі әртүрлі лазерлік энергияның таралу схемасы
Энергияның таралу диаграммасының түсі энергияның таралуы болып табылады. Түс неғұрлым қызыл болса, соғұрлым энергия жоғары болады. Қызыл энергия - бұл энергия шоғырланған орын. Өзек диаметрі әртүрлі лазер сәулелерінің лазерлік энергиясын бөлу арқылы лазер сәулесінің алдыңғы жағы өткір емес, ал лазер сәулесі өткір екенін көруге болады. Неғұрлым аз болса, энергия соғұрлым бір нүктеде шоғырланған болса, соғұрлым ол өткір және оның ену қабілеті күштірек болады.
Өзек диаметрі әртүрлі лазерлердің дәнекерлеу әсерін салыстыру
Өзек диаметрі әртүрлі лазерлерді салыстыру:
(1) Эксперимент 150мм/с жылдамдықты, фокус позициясын дәнекерлеуді пайдаланады және материал 1 сериялы алюминий, қалыңдығы 2 мм;
(2) Неғұрлым ядро диаметрі үлкен болса, балқу ені соғұрлым үлкен болса, жылу әсер ететін аймақ соғұрлым үлкен болады және бірлік қуат тығыздығы соғұрлым аз болады. Өзек диаметрі 200um-ден асқанда, алюминий және мыс сияқты жоғары реакциялық қорытпаларда ену тереңдігіне жету оңай емес, ал терең ену дәнекерлеуіне жоғары қуатпен ғана қол жеткізуге болады;
(3) Кішігірім ядролы лазерлер жоғары қуат тығыздығына ие және энергиясы жоғары материалдардың бетіндегі кілттер саңылауларын және шағын жылу әсер ететін аймақтарды тез тесіп жібере алады. Дегенмен, бұл кезде дәнекерленген жіктің беті кедір-бұдыр болады, ал төмен жылдамдықпен дәнекерлеу кезінде кілттік саңылаулардың құлау ықтималдығы жоғары, ал дәнекерлеу циклі кезінде кілттік тесік жабылады. Цикл ұзақ және ақаулар мен кеуектер сияқты ақаулар пайда болуы мүмкін. Ол жоғары жылдамдықты өңдеуге немесе айналмалы траекториямен өңдеуге жарамды;
(4) Өзек диаметрі үлкен лазерлерде үлкен жарық нүктелері және дисперсті энергиясы бар, бұл оларды лазерлік бетін қайта балқыту, қаптау, жасыту және басқа процестерге қолайлы етеді.
Жіберу уақыты: 06 қазан 2023 ж
