Лазерлік дауыл – қос сәулелік лазерлік технологиядағы болашақ технологиялық өзгерістер 2

1. Қолдану мысалдары

1) Жалғау тақтасы

1960 жылдары Toyota Motor Company алғаш рет арнайы дәнекерленген дайындама технологиясын қабылдады. Бұл екі немесе одан да көп парақтарды дәнекерлеу арқылы біріктіріп, содан кейін оларды штамптау. Бұл парақтардың қалыңдығы, материалдары және қасиеттері әртүрлі болуы мүмкін. Көлік өнімділігі мен энергияны үнемдеу, қоршаған ортаны қорғау, жүргізу қауіпсіздігі және т.б. сияқты функцияларға қойылатын талаптардың жоғарылауына байланысты тігін дәнекерлеу технологиясы барған сайын назар аударды. Пластиналық дәнекерлеу нүктелік дәнекерлеуді, жарқылмен дәнекерлеуді,лазерлік дәнекерлеу, сутегі доғалық дәнекерлеу және т.б. Қазіргі уақытта,лазерлік дәнекерлеунегізінен шетелдік зерттеулерде және тігілген дәнекерленген дайындамалар өндірісінде қолданылады.

Сынақ пен есептеу нәтижелерін салыстыру арқылы нәтижелер жақсы сәйкес келеді, жылу көзі моделінің дұрыстығын тексереді. Әртүрлі технологиялық параметрлер бойынша дәнекерлеу тігісінің ені есептеліп, біртіндеп оңтайландырылды. Соңында 2:1 сәулелік энергия қатынасы қабылданды, қос арқалықтар параллель орналасты, үлкен энергетикалық сәуле дәнекерлеу тігісінің ортасында, ал кіші энергетикалық сәуле қалың пластинада орналасты. Ол дәнекерлеудің енін тиімді түрде азайта алады. Екі сәуле бір-бірінен 45 градус болғанда. Орналастырылған кезде сәуле сәйкесінше жуан және жұқа пластинаға әсер етеді. Тиімді қыздыру арқалық диаметрінің азаюына байланысты дәнекерлеу ені де азаяды.

2)Алюминий болаттан жасалған ұқсас емес металдар

Ағымдағы зерттеу келесі қорытындыларды жасайды: (1) Арқалық энергия коэффициенті артқан сайын, дәнекерлеу/алюминий қорытпасының интерфейсінің бірдей позиция аймағындағы интерметалдық қосылыс қалыңдығы бірте-бірте азаяды және таралуы тұрақты болады. RS=2 болғанда интерфейс IMC қабатының қалыңдығы 5-10 мкм аралығында болады. Бос «ине тәрізді» IMC максималды ұзындығы 23 микрон арасында. RS=0,67 болғанда интерфейс IMC қабатының қалыңдығы 5 микроннан төмен, ал бос «ине тәрізді» IMC максималды ұзындығы 5,6 микрон. Металларалық қосылыстың қалыңдығы айтарлықтай төмендейді.

(2)Дәнекерлеу үшін параллельді қос сәулелі лазер пайдаланылғанда, дәнекерлеу/алюминий қорытпасының интерфейсіндегі IMC тұрақты емес болады. Болат/алюминий қорытпасының қосылыс интерфейсінің жанындағы дәнекерлеу/алюминий қорытпасының интерфейсіндегі IMC қабатының қалыңдығы неғұрлым қалыңырақ, максималды қалыңдығы 23,7 мкм. . Арқалық энергия коэффициенті артқан сайын, RS=1,50 болғанда, дәнекерлеу/алюминий қорытпасының интерфейсіндегі IMC қабатының қалыңдығы тізбекті қос сәуленің сол аймағындағы интерметалдық қосылыс қалыңдығынан әлі де үлкен.

3. Алюминий-литий қорытпасы Т-тәрізді қосылыс

2А97 алюминий қорытпасының лазерлік дәнекерленген қосылыстарының механикалық қасиеттеріне қатысты зерттеушілер микроқаттылықты, созылу қасиеттерін және шаршау қасиеттерін зерттеді. Сынақ нәтижелері көрсеткендей: 2A97-T3/T4 алюминий қорытпасының лазерлік дәнекерленген қосылысының дәнекерлеу аймағы қатты жұмсартылған. Коэффициент 0,6 шамасында, бұл негізінен ерітуге және одан әрі нығайту фазасының жауын-шашынның қиындауына байланысты; IPGYLR-6000 талшықты лазермен дәнекерленген 2A97-T4 алюминий қорытпасының қосылысының беріктік коэффициенті 0,8-ге жетуі мүмкін, бірақ пластикалық төмен, ал IPGYLS-4000 талшығылазерлік дәнекерлеуЛазермен дәнекерленген 2A97-T3 алюминий қорытпасының қосылыстарының беріктік коэффициенті шамамен 0,6 құрайды; кеуек ақаулары 2A97-T3 алюминий қорытпасының лазермен дәнекерленген қосылыстарындағы шаршау сызаттарының пайда болуы болып табылады.

Синхронды режимде әртүрлі кристалдық морфологияларға сәйкес ФЗ негізінен бағаналы кристалдардан және тең осьті кристалдардан тұрады. Бағаналы кристалдардың эпитаксиалды EQZ өсу бағыты бар және олардың өсу бағыттары синтез сызығына перпендикуляр. Себебі EQZ дәнінің беті дайын нуклеациялы бөлшек болып табылады және бұл бағытта жылуды бөлу ең жылдам. Демек, тік біріктіру сызығының бастапқы кристаллографиялық осі артықшылықпен өседі және жақтары шектеледі. Бағаналы кристалдар дәнекерленген жіктің ортасына қарай өскен сайын құрылымдық морфология өзгеріп, бағаналы дендриттер түзіледі. Дәнекерленген тігістің ортасында балқытылған бассейннің температурасы жоғары, жылуды тарату жылдамдығы барлық бағытта бірдей және дәндер барлық бағытта тең осьті өседі, тең осьті дендриттерді құрайды. Тең осьті дендриттердің бастапқы кристаллографиялық осі үлгі жазықтығына дәл жанама болса, металлографиялық фазада айқын гүл тәрізді түйіршіктерді байқауға болады. Сонымен қатар, дәнекерлеу аймағындағы жергілікті компоненттердің қатты салқындауы әсерінен, әдетте синхронды режимдегі Т-тәрізді қосылыстардың дәнекерленген тігіс аймағында тең осьті ұсақ түйіршікті жолақтар пайда болады, ал тең осьті ұсақ түйіршікті жолақта дән морфологиясы ерекшеленеді. EQZ дәнінің морфологиясы. Бірдей сыртқы түрі. TSTB-LW гетерогенді режимінің қыздыру процесі TSTB-LW синхронды режимінен өзгеше болғандықтан, макроморфология мен микроқұрылымдық морфологияда айқын айырмашылықтар бар. Гетерогенді режимдегі TSTB-LW T-тәрізді қосылыс қос балқытылған бассейн сипаттамаларын көрсететін екі термиялық циклды бастан өткерді. Дәнекерленген тігістің ішінде айқын қайталама балқыту сызығы бар, ал жылу өткізгіш дәнекерлеу нәтижесінде пайда болған балқытылған бассейн аз. Гетерогенді режимде TSTB-LW процесінде терең енетін дәнекерлеуге жылу өткізгіштік дәнекерлеудің қыздыру процесі әсер етеді. Екінші реттік синтез сызығына жақын орналасқан бағаналы дендриттер мен тең осьті дендриттердің астарлы шекаралары азырақ және бағаналы немесе ұялы кристалдарға айналады, бұл жылу өткізгіштік дәнекерлеудің қыздыру процесі терең енетін дәнекерлеуге термиялық өңдеу әсерін тигізетінін көрсетеді. Ал жылуөткізгіш дәнекерлеу ортасындағы дендриттердің түйіршігі 2-5 мкм, бұл терең ену дәнекерінің ортасындағы дендриттердің түйіршік өлшемінен (5-10 мкм) әлдеқайда аз. Бұл негізінен екі жағынан дәнекерленген тігістердің максималды қызуымен байланысты. Температура кейінгі салқындату жылдамдығына байланысты.

3) Қос сәулелі лазерлік ұнтақпен қаптауды дәнекерлеу принципі

4)Дәнекерлеу қосылысының жоғары беріктігі

Қос сәулелі лазер ұнтағын тұндыру дәнекерлеу тәжірибесінде екі лазер сәулесі көпір сымының екі жағында қатар бөлінгендіктен, лазер мен субстраттың диапазоны бір сәулелік лазер ұнтағын тұндыру дәнекерлеуіне қарағанда үлкенірек, және алынған дәнекерлеу қосылыстары көпір сымына тік. Сымның бағыты салыстырмалы түрде ұзартылған. 3.6-суретте бір сәулелі және екі сәулелі лазерлік ұнтақ тұндырумен дәнекерлеу арқылы алынған дәнекерлеу қосылыстары көрсетілген. Дәнекерлеу процесінде ол қос арқалық болсынлазерлік дәнекерлеуәдіс немесе бір сәулеліклазерлік дәнекерлеуәдісінде жылу өткізгіштік арқылы негізгі материалда белгілі бір балқытылған бассейн түзіледі. Осылайша, балқытылған бассейндегі балқытылған негізгі материал металы балқытылған өздігінен жүретін қорытпа ұнтағымен металлургиялық байланыс құра алады, осылайша дәнекерлеуге қол жеткізе алады. Қос сәулелі лазерді дәнекерлеу үшін пайдаланған кезде лазер сәулесі мен негізгі материал арасындағы өзара әрекеттесу екі лазер сәулесінің әсер ету аймақтары арасындағы өзара әрекеттесу болып табылады, яғни лазердің материалда пайда болған екі балқыған бассейнінің өзара әрекеттесуі. . Осылайша, нәтижесінде алынған жаңа біріктіру ауданы бір сәулеліктен үлкеніреклазерлік дәнекерлеу, сондықтан қос сәуле арқылы алынған дәнекерлеу қосылыстарылазерлік дәнекерлеубір сәулеге қарағанда күштіреклазерлік дәнекерлеу.

2. Жоғары дәнекерлеу және қайталану мүмкіндігі

Бір сәуледелазерлік дәнекерлеуэксперимент, лазердің фокустық нүктесінің центрі тікелей микрокөпір сымына әсер ететіндіктен, көпір сымына өте жоғары талаптар қойылады.лазерлік дәнекерлеулазер энергиясының біркелкі емес таралуы және қорытпа ұнтағының біркелкі емес қалыңдығы сияқты процесс параметрлері. Бұл дәнекерлеу процесінде сымның үзілуіне әкеледі және тіпті көпір сымының тікелей булануына әкеледі. Қос сәулелі лазерлік дәнекерлеу әдісінде екі лазер сәулесінің фокусталған нүктелік орталықтары микрокөпір сымдарына тікелей әсер етпейтіндіктен, көпір сымдарының лазерлік дәнекерлеу процесінің параметрлеріне қойылатын қатаң талаптар төмендейді, ал дәнекерлеу және дәнекерлеу қабілеті төмендейді. қайталану мүмкіндігі айтарлықтай жақсарды. .


Хабарлама уақыты: 17 қазан 2023 ж