Дәнекерлеу - екі немесе одан да көп металдарды жылу қолдану арқылы біріктіру процесі. Дәнекерлеу әдетте материалды балқу температурасына дейін қыздыруды қамтиды, осылайша негізгі металл қосылыстар арасындағы саңылауларды толтыру үшін еріп, берік байланыс түзеді. Лазерлік дәнекерлеу - жылу көзі ретінде лазерді пайдаланатын қосылу әдісі.
Мысал ретінде шаршы корпусты қуат батареясын алайық: батарея өзегі лазермен бірнеше бөлік арқылы жалғанған. Лазерлік дәнекерлеу процесінің барлық кезеңінде материалдың қосылу беріктігі, өндіріс тиімділігі және ақау жылдамдығы саланы көбірек алаңдататын үш мәселе болып табылады. Материалдың қосылу беріктігін металлографиялық ену тереңдігі мен енімен (лазерлік жарық көзімен тығыз байланысты) көрсетуге болады; өндіріс тиімділігі негізінен лазерлік жарық көзінің өңдеу мүмкіндігімен байланысты; ақау жылдамдығы негізінен лазерлік жарық көзін таңдаумен байланысты; сондықтан бұл мақалада нарықтағы кең таралғандары талқыланады. Басқа технологиялық әзірлеушілерге көмектесу үшін бірнеше лазерлік жарық көздерін қарапайым салыстыру жүргізілді.
Өйткенілазерлік дәнекерлеунегізінен жарықтан жылуға түрлендіру процесі болып табылады, бірнеше негізгі параметрлер келесідей: сәуле сапасы (BBP, M2, дивергенция бұрышы), энергия тығыздығы, өзек диаметрі, энергияны тарату формасы, бейімделгіш дәнекерлеу басы, өңдеу процесінің терезелері және өңделетін материалдар негізінен осы бағыттардағы лазерлік жарық көздерін талдау және салыстыру үшін қолданылады.
Бір режимді-көп режимді лазерді салыстыру
Бір режимді көп режимді анықтама:
Бір режим лазер энергиясының екі өлшемді жазықтықта бірыңғай таралу үлгісін білдіреді, ал көп режимді дегеніміз бірнеше таралу үлгілерінің суперпозициясынан пайда болған кеңістіктік энергия таралу үлгісін білдіреді. Әдетте, сәуле сапасының M2 коэффициентінің өлшемін талшықты лазер шығысының бір режимді немесе көп режимді екенін анықтау үшін пайдалануға болады: M2 1,3-тен аз болса, таза бір режимді лазер, 1,3 және 2,0 аралығындағы M2 квази-бір режимді лазер (аз режимді), ал M2 2,0-ден үлкен. Көп режимді лазерлер үшін.
Өйткенілазерлік дәнекерлеунегізінен жарықтан жылуға түрлендіру процесі болып табылады, бірнеше негізгі параметрлер келесідей: сәуле сапасы (BBP, M2, дивергенция бұрышы), энергия тығыздығы, өзек диаметрі, энергияны тарату формасы, бейімделгіш дәнекерлеу басы, өңдеу процесінің терезелері және өңделетін материалдар негізінен осы бағыттардағы лазерлік жарық көздерін талдау және салыстыру үшін қолданылады.
Бір режимді-көп режимді лазерді салыстыру
Бір режимді көп режимді анықтама:
Бір режим лазер энергиясының екі өлшемді жазықтықта бірыңғай таралу үлгісін білдіреді, ал көп режимді дегеніміз бірнеше таралу үлгілерінің суперпозициясынан пайда болған кеңістіктік энергия таралу үлгісін білдіреді. Әдетте, сәуле сапасының M2 коэффициентінің өлшемін талшықты лазер шығысының бір режимді немесе көп режимді екенін анықтау үшін пайдалануға болады: M2 1,3-тен аз болса, таза бір режимді лазер, 1,3 және 2,0 аралығындағы M2 квази-бір режимді лазер (аз режимді), ал M2 2,0-ден үлкен. Көп режимді лазерлер үшін.
Суретте көрсетілгендей: b суретінде бір негізгі режимнің энергия таралуы көрсетілген, ал шеңбердің центрінен өтетін кез келген бағытта энергия таралуы Гаусс қисығы түрінде болады. a суретінде бірнеше бір лазерлік режимдердің суперпозициясы арқылы қалыптасқан кеңістіктік энергия таралуы болып табылатын көп режимді энергия таралуы көрсетілген. Көп режимді суперпозицияның нәтижесі - жалпақ жоғарғы қисық.
Кең таралған бір режимді лазерлер: IPG YLR-2000-SM, SM - Single Mode сөзінің қысқартылған нұсқасы. Есептеулерде фокус нүктесінің өлшемін есептеу үшін коллимацияланған фокус 150-250 қолданылады, энергия тығыздығы 2000 Вт құрайды, ал фокус энергия тығыздығы салыстыру үшін қолданылады.
Бір режимді және көп режимді салыстырулазерлік дәнекерлеуәсерлер
Бір режимді лазер: өзек диаметрі кіші, энергия тығыздығы жоғары, ену қабілеті күшті, жылу әсер ететін аймағы кішкентай, өткір пышаққа ұқсас, әсіресе жұқа пластиналарды дәнекерлеу және жоғары жылдамдықты дәнекерлеу үшін жарамды және гальванометрлермен бірге ұсақ бөлшектерді және жоғары шағылыстыратын бөлшектерді (өте шағылыстыратын бөлшектер), құлақтарды, байланыстырушы бөлшектерді және т.б. өңдеу үшін пайдаланылуы мүмкін, жоғарыдағы суретте көрсетілгендей, бір режимді лазер кішірек кілт тесігіне және ішкі жоғары қысымды металл буының шектеулі көлеміне ие, сондықтан оның ішкі тесіктері сияқты ақаулары әдетте болмайды. Төмен жылдамдықта қорғаныс ауасын үрлемей сыртқы түрі кедір-бұдыр болады. Жоғары жылдамдықта қорғаныс қосылады. Газды өңдеу сапасы жақсы, тиімділігі жоғары, дәнекерлеу жіктері тегіс және тегіс, ал өнімділік деңгейі жоғары. Ол қабатты дәнекерлеу және ену дәнекерлеу үшін жарамды.
Көп режимді лазер: үлкен өзек диаметрі, бір режимді лазерге қарағанда энергия тығыздығы сәл төмен, доғал пышақ, үлкенірек кілт тесігі, қалың металл құрылымы, тереңдіктің ендікке қатынасы кішірек және сол қуатта ену тереңдігі бір режимді лазерге қарағанда 30% төмен, сондықтан ол қолдануға жарамды. Үлкен құрастыру саңылаулары бар түйісті дәнекерлеу және қалың пластиналарды өңдеу үшін жарамды.
Композиттік сақиналы лазерлік контраст
Гибридті дәнекерлеу: Толқын ұзындығы 915 нм болатын жартылай өткізгіш лазер сәулесі және толқын ұзындығы 1070 нм болатын талшықты лазер сәулесі бір дәнекерлеу басында біріктірілген. Екі лазер сәулесі коаксиалды түрде таралған және екі лазер сәулесінің фокальды жазықтықтарын икемді түрде реттеуге болады, осылайша өнімде екі жартылай өткізгіш те болады.лазерлік дәнекерлеудәнекерлеуден кейінгі мүмкіндіктер. Әсері жарқын және талшықтың тереңдігіне иелазерлік дәнекерлеу.
Жартылай өткізгіштер көбінесе 400 мкм-нан асатын үлкен жарық нүктесін пайдаланады, ол негізінен материалды алдын ала қыздыруға, материалдың бетін балқытуға және талшықты лазердің материалдың сіңіру жылдамдығын арттыруға жауап береді (температура жоғарылаған сайын материалдың лазердің сіңіру жылдамдығы артады).
Сақиналы лазер: Екі талшықты лазер модулі лазер сәулесін шығарады, ол композиттік оптикалық талшық (цилиндрлік оптикалық талшық ішіндегі сақиналы оптикалық талшық) арқылы материал бетіне беріледі.
Сақина тәрізді нүктесі бар екі лазер сәулесі: сыртқы сақина кілт тесігінің ашылуын кеңейтуге және материалды балқытуға жауап береді, ал ішкі сақиналы лазер ену тереңдігіне жауап береді, бұл өте төмен шашыраңқы дәнекерлеуге мүмкіндік береді. Ішкі және сыртқы сақиналы лазердің қуат өзегінің диаметрлерін еркін сәйкестендіруге болады, ал өзек диаметрін еркін сәйкестендіруге болады. Процесс терезесі бір лазер сәулесіне қарағанда икемді.
Композиттік-дөңгелек дәнекерлеу әсерлерін салыстыру
Гибридті дәнекерлеу жартылай өткізгіш жылу өткізгіштік дәнекерлеу мен талшықты-оптикалық терең ену дәнекерлеуінің үйлесімі болғандықтан, сыртқы сақинаның енуі таяз, металлографиялық құрылымы өткір және жіңішке; сонымен бірге сыртқы түрі жылу өткізгіштікке ие, балқытылған бассейннің ауытқулары аз, диапазоны үлкен, ал балқытылған бассейн тұрақтырақ, тегіс көрініс береді.
Сақиналы лазер терең ену дәнекерлеуі мен терең ену дәнекерлеуінің үйлесімі болғандықтан, сыртқы сақина ену тереңдігін де тудыруы мүмкін, бұл кілт тесігінің саңылауын тиімді түрде кеңейте алады. Сол қуаттың ену тереңдігі және қалың металлографиясы бар, бірақ сонымен бірге балқытылған бассейннің тұрақтылығы оптикалық талшықты жартылай өткізгіштің ауытқуы композиттік дәнекерлеуге қарағанда сәл үлкенірек және кедір-бұдырлығы салыстырмалы түрде үлкен.
Жарияланған уақыты: 20 қазан 2023 ж.
