Қосарлы дәнекерлеу әдісі негізінен бейімделуді шешу үшін ұсынылғанлазерлік дәнекерлеуқұрастыру дәлдігіне, дәнекерлеу процесінің тұрақтылығын жақсартуға және дәнекерлеудің сапасын жақсартуға, әсіресе жұқа пластиналар мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеуге арналған. Қос сәулелі лазермен дәнекерлеу бір лазерді дәнекерлеуге арналған екі бөлек жарық сәулелеріне бөлу үшін оптикалық әдістерді қолдана алады. Ол сонымен қатар CO2 лазерін, Nd:YAG лазерін және жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерді біріктіру үшін екі түрлі лазерді пайдалана алады. біріктіруге болады. Сәуле энергиясын, сәуленің аралығын және тіпті екі сәуленің энергияны бөлу үлгісін өзгерту арқылы дәнекерлеу температурасы өрісін ыңғайлы және икемді түрде реттеуге болады, балқытылған бассейндегі сұйық металдың ағынының үлгісін және тесіктердің болуын өзгертеді. , дәнекерлеу процесі үшін жақсырақ шешімді қамтамасыз етеді. Таңдау кеңістігі бір сәулелі лазерлік дәнекерлеумен теңдесі жоқ. Ол лазерлік дәнекерлеудің үлкен енуінің, жылдам жылдамдығының және жоғары дәлдіктің артықшылықтарына ие ғана емес, сонымен қатар әдеттегі лазерлік дәнекерлеумен дәнекерлеу қиын материалдар мен қосылыстарға үлкен бейімделгіштікке ие.
принципіқос сәулелі лазермен дәнекерлеу
Қос сәулелі дәнекерлеу дәнекерлеу процесінде бір уақытта екі лазер сәулесін пайдалануды білдіреді. Сәуленің орналасуы, сәуле аралығы, екі сәуленің арасындағы бұрыш, фокустау орны және екі сәуленің энергия қатынасы қос сәулелі лазермен дәнекерлеудегі барлық сәйкес параметрлер болып табылады. параметр. Әдетте, дәнекерлеу процесінде қос арқалықтарды орналастырудың екі жолы бар. Суретте көрсетілгендей, біреуі дәнекерлеу бағыты бойынша тізбектей орналасқан. Бұл реттеу балқытылған бассейннің салқындату жылдамдығын төмендетуі мүмкін. Дәнекерленген тігістің қатаю үрдісін және кеуектер пайда болуын азайтады. Екіншісі, дәнекерлеу саңылауына бейімделуді жақсарту үшін оларды дәнекерлеудің екі жағында қатар немесе көлденең орналастыру.
Қос сәулелі лазерлік дәнекерлеу принципі
Қос сәулелі дәнекерлеу дәнекерлеу процесінде бір уақытта екі лазер сәулесін пайдалануды білдіреді. Сәуленің орналасуы, сәуле аралығы, екі сәуленің арасындағы бұрыш, фокустау орны және екі сәуленің энергия қатынасы қос сәулелі лазермен дәнекерлеудегі барлық сәйкес параметрлер болып табылады. параметр. Әдетте, дәнекерлеу процесінде қос арқалықтарды орналастырудың екі жолы бар. Суретте көрсетілгендей, біреуі дәнекерлеу бағыты бойынша тізбектей орналасқан. Бұл реттеу балқытылған бассейннің салқындату жылдамдығын төмендетуі мүмкін. Дәнекерленген тігістің қатаю үрдісін және кеуектер пайда болуын азайтады. Екіншісі, дәнекерлеу саңылауына бейімделуді жақсарту үшін оларды дәнекерлеудің екі жағында қатар немесе көлденең орналастыру.
Тандеммен ұйымдастырылған қос сәулелі лазерлік дәнекерлеу жүйесі үшін төмендегі суретте көрсетілгендей алдыңғы және артқы сәулелер арасындағы қашықтыққа байланысты үш түрлі дәнекерлеу механизмі бар.
1. Бірінші типті дәнекерлеу механизмінде екі жарық сәулесінің арасындағы қашықтық салыстырмалы түрде үлкен. Бір жарық шоғы үлкен энергия тығыздығына ие және дәнекерлеуде кілттік саңылауларды шығару үшін дайындаманың бетіне бағытталған; басқа жарық сәулесінің энергия тығыздығы азырақ. Тек дәнекерлеуге дейінгі немесе дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу үшін жылу көзі ретінде пайдаланылады. Осы дәнекерлеу механизмін пайдалана отырып, дәнекерлеу бассейнінің салқындату жылдамдығын белгілі бір диапазонда басқаруға болады, бұл жоғары көміртекті болат, легирленген болат және т.б. сияқты жоғары жарыққа сезімталдығы бар кейбір материалдарды дәнекерлеуге пайдалы және сонымен қатар қаттылықты жақсарта алады. дәнекерлеуден.
2. Дәнекерлеу механизмінің екінші типінде екі жарық сәулесінің арасындағы фокус қашықтығы салыстырмалы түрде аз. Екі жарық сәулесі дәнекерлеу бассейнінде екі тәуелсіз кілттік саңылау жасайды, бұл сұйық металдың ағынының үлгісін өзгертеді және ұстаманың алдын алуға көмектеседі. Ол жиектер мен дәнекерлеу тігістерінің дөңесуі сияқты ақаулардың пайда болуын жояды және дәнекерлеу тігісін жақсартады.
3. Үшінші типті дәнекерлеу механизмінде екі жарық сәулесінің арасындағы қашықтық өте аз. Осы уақытта екі жарық сәулесі дәнекерлеу пулында бірдей кілт тесігін тудырады. Бір сәулелік лазермен дәнекерлеумен салыстырғанда, кілт саңылауының өлшемі үлкенірек және жабу оңай емес болғандықтан, дәнекерлеу процесі тұрақты және газды шығару оңай, бұл кеуектер мен шашырауды азайтуға және үздіксіз, біркелкі және әдемі дәнекерлеулер.
Дәнекерлеу процесінде екі лазер сәулесін бір-біріне белгілі бір бұрышта жасауға болады. Дәнекерлеу механизмі параллель қос сәулелік дәнекерлеу механизміне ұқсас. Сынақ нәтижелері бір-біріне бұрышы 30° және арақашықтығы 1~2мм болатын екі жоғары қуатты OO пайдалану арқылы лазер сәулесі шұңқыр тәрізді кілттік саңылау алуға болатындығын көрсетеді. Кілт саңылауының өлшемі үлкенірек және тұрақтырақ, бұл дәнекерлеу сапасын тиімді түрде жақсарта алады. Практикалық қолданбаларда екі жарық сәулесінің өзара үйлесімі әртүрлі дәнекерлеу процестеріне қол жеткізу үшін әртүрлі дәнекерлеу шарттарына сәйкес өзгертілуі мүмкін.
6. Қос сәулелі лазермен дәнекерлеуді жүзеге асыру әдісі
Қос сәулелерді алуды екі түрлі лазер сәулесін біріктіру арқылы алуға болады немесе бір лазер сәулесін оптикалық спектрометрия жүйесін пайдалана отырып дәнекерлеуге арналған екі лазер сәулесіне бөлуге болады. Жарық шоғын әртүрлі қуаттағы екі параллель лазер сәулелеріне бөлу үшін спектроскопты немесе кейбір арнайы оптикалық жүйені қолдануға болады. Суретте сәуле бөлгіштер ретінде фокустау айналарын пайдаланатын жарықты бөлу принциптерінің екі схемалық диаграммасы көрсетілген.
Сонымен қатар, рефлекторды сәулені бөлгіш ретінде де қолдануға болады, ал оптикалық жолдағы соңғы рефлекторды сәуле бөлгіш ретінде пайдалануға болады. Шағылдырғыштың бұл түрі шатыр түріндегі рефлектор деп те аталады. Оның шағылысатын беті тегіс бет емес, екі жазықтықтан тұрады. Екі шағылыстыратын беттердің қиылысу сызығы суретте көрсетілгендей, шатыр жотасына ұқсас айна бетінің ортасында орналасқан. Спектроскопқа параллель жарық шоғы түседі, екі жазықтықпен әртүрлі бұрыштарда шағылысып, екі жарық шоғын құрайды және фокустаушы айнаның әртүрлі орындарында жарқырайды. Фокустаудан кейін дайындама бетінде белгілі бір қашықтықта екі жарық шоғы алынады. Екі шағылыстыратын беттер арасындағы бұрышты және шатырдың орналасуын өзгерту арқылы әртүрлі фокус қашықтығы мен орналасуы бар бөлінген жарық сәулелерін алуға болады.
Екі түрлі түрін пайдаланған кезделазер сәулелері тo қос сәулені құрайды, көптеген комбинациялар бар. Негізгі дәнекерлеу жұмыстарына гаусс энергиясының таралуы бар жоғары сапалы CO2 лазерін, ал термиялық өңдеу жұмыстарына көмектесу үшін энергияның тікбұрышты таралуы бар жартылай өткізгішті лазерді пайдалануға болады. Бір жағынан, бұл комбинация үнемді. Екінші жағынан, екі жарық сәулесінің қуатын дербес реттеуге болады. Әртүрлі қосылыстардың пішіндері үшін лазер мен жартылай өткізгіш лазердің қабаттасу орнын реттеу арқылы реттелетін температура өрісін алуға болады, бұл дәнекерлеуге өте қолайлы. Процесті бақылау. Сонымен қатар, YAG лазері мен CO2 лазерін дәнекерлеуге арналған қос сәулеге біріктіруге болады, үздіксіз лазерді және импульстік лазерді дәнекерлеу үшін біріктіруге болады, сондай-ақ дәнекерлеу үшін фокусталған сәуле мен дефокусты сәулені біріктіруге болады.
7. Қос сәулелі лазермен дәнекерлеу принципі
3.1 Мырышталған қаңылтырларды екі сәулелі лазермен дәнекерлеу
Мырышталған болат парақ автомобиль өнеркәсібінде ең жиі қолданылатын материал болып табылады. Болаттың балқу температурасы шамамен 1500 ° C, ал мырыштың қайнау температурасы небәрі 906 ° C. Сондықтан балқыту дәнекерлеу әдісін пайдаланған кезде, әдетте, көп мөлшерде мырыш буы пайда болады, бұл дәнекерлеу процесінің тұрақсыз болуына әкеледі. , дәнекерлеу тігісінде кеуектерді қалыптастыру. Тізе буындары үшін мырышталған қабаттың ұшпалануы тек үстіңгі және төменгі беттерде ғана емес, сонымен қатар түйісу бетінде де болады. Дәнекерлеу процесінде мырыш буы кейбір жерлерде балқытылған бассейн бетінен тез шығады, ал басқа жерлерде мырыш буының балқытылған бассейннен шығуы қиын. Бассейннің бетінде дәнекерлеу сапасы өте тұрақсыз.
Қос сәулелі лазерлік дәнекерлеу мырыш буынан туындаған дәнекерлеу сапасына қатысты мәселелерді шеше алады. Әдістердің бірі мырыш буының шығуын жеңілдету үшін екі сәуленің энергиясын орынды сәйкестендіру арқылы балқытылған бассейннің бар уақытын және салқындату жылдамдығын бақылау болып табылады; басқа әдіс - алдын ала тесу немесе ойық салу арқылы мырыш буын босату. 6-31 суретте көрсетілгендей, дәнекерлеу үшін СО2 лазері қолданылады. YAG лазері CO2 лазерінің алдында орналасқан және тесіктерді бұрғылау немесе ойықтарды кесу үшін қолданылады. Алдын ала өңделген саңылаулар немесе ойықтар кейінгі дәнекерлеу кезінде пайда болатын мырыш буының шығу жолын қамтамасыз етеді, оның балқыған бассейнде қалуына және ақаулардың пайда болуына жол бермейді.
3.2 Алюминий қорытпасын екі сәулелі лазермен дәнекерлеу
Алюминий қорытпасынан жасалған материалдардың ерекше өнімділік сипаттамаларына байланысты лазерлік дәнекерлеуді қолдануда келесі қиындықтар туындайды [39]: алюминий қорытпасының лазерді сіңіру жылдамдығы төмен, ал СО2 лазер сәулесінің бетінің бастапқы шағылыстыру қабілеті 90% -дан асады; алюминий қорытпасының лазерлік дәнекерлеу тігістерін шығару оңай Кеуектілік, жарықтар; дәнекерлеу кезінде қорытпа элементтерінің жануы және т.б. Бір лазерлік дәнекерлеуді пайдаланған кезде кілттік саңылауды орнату және тұрақтылықты сақтау қиын. Екі сәулелі лазермен дәнекерлеу кілт саңылауының өлшемін үлкейтуі мүмкін, бұл кілт саңылауының жабылуын қиындатады, бұл газды шығаруға пайдалы. Ол сондай-ақ салқындату жылдамдығын азайтып, кеуектер мен дәнекерлеу сызаттарының пайда болуын азайтады. Дәнекерлеу процесі тұрақты болғандықтан және шашырау мөлшері азаяды, алюминий қорытпаларын қос сәулелік дәнекерлеу арқылы алынған дәнекерлеу бетінің пішіні бір сәулелік дәнекерлеуге қарағанда айтарлықтай жақсырақ. 6-32-суретте СО2 бір сәулелі лазермен және қос сәулелі лазермен дәнекерлеуді қолдану арқылы қалыңдығы 3 мм алюминий қорытпасының түйіспелі дәнекерлеудің дәнекерлеу тігісінің сыртқы түрі көрсетілген.
Зерттеулер көрсеткендей, қалыңдығы 2 мм 5000 сериялы алюминий қорытпасын дәнекерлеу кезінде екі арқалық арасындағы қашықтық 0,6 ~ 1,0 мм болғанда, дәнекерлеу процесі салыстырмалы түрде тұрақты және пайда болған саңылау саңылаулары үлкенірек болады, бұл магнийдің булануы мен кетуіне ықпал етеді. дәнекерлеу процесі. Екі арқалық арасындағы қашықтық тым аз болса, бір арқалықтың дәнекерлеу процесі тұрақты болмайды. Егер қашықтық тым үлкен болса, 6-33-суретте көрсетілгендей, дәнекерлеудің енуіне әсер етеді. Сонымен қатар, екі арқалықтың энергия қатынасы да дәнекерлеу сапасына үлкен әсер етеді. Аралығы 0,9 мм екі арқалық дәнекерлеу үшін тізбектей орналастырылған кезде, алдыңғы сәуленің энергиясын екі сәуленің алдындағы және кейінгі энергия қатынасы 1 : 1-ден жоғары болатындай етіп көбейту керек. Дәнекерлеу тігісінің сапасын жақсарту, балқу аймағын ұлғайту және дәнекерлеу жылдамдығы жоғары болған кезде тегіс және әдемі дәнекерлеу тігісін алу пайдалы.
3.3 Қалыңдығы бірдей емес пластиналарды қос арқалықпен дәнекерлеу
Өнеркәсіптік өндірісте екі немесе одан да көп металл пластиналарды дәнекерлеу қажет, олар әртүрлі қалыңдықтағы және пішіндегі пластиналарды қалыптастыру үшін қажет. Әсіресе автомобиль өндірісінде тігінші дәнекерленген дайындамаларды қолдану барған сайын кең таралуда. Әртүрлі сипаттамалары, беткі жабындары немесе қасиеттері бар плиталарды дәнекерлеу арқылы беріктікті арттыруға, шығын материалдарын азайтуға және сапаны төмендетуге болады. Әдетте панельдік дәнекерлеуде әртүрлі қалыңдықтағы пластиналарды лазермен дәнекерлеу қолданылады. Негізгі мәселе - дәнекерленген тақтайшалар жоғары дәлдіктегі жиектермен алдын ала дайындалуы және жоғары дәлдікті жинауды қамтамасыз етуі керек. Қалыңдығы бірдей емес пластиналардың қос арқалық дәнекерлеуін пайдалану пластина саңылауларының, түйіспелі қосылыстардың, салыстырмалы қалыңдықтардың және пластина материалдарының әртүрлі өзгерістеріне бейімделуі мүмкін. Ол үлкенірек жиектер мен саңылауларға төзімділік бар тақталарды дәнекерлей алады және дәнекерлеу жылдамдығы мен дәнекерлеу сапасын жақсартады.
Shuangguangdong компаниясының қалыңдығы тең емес плиталарды дәнекерлеуінің негізгі технологиялық параметрлерін суретте көрсетілгендей дәнекерлеу параметрлері мен пластина параметрлеріне бөлуге болады. Дәнекерлеу параметрлеріне екі лазер сәулесінің қуаты, дәнекерлеу жылдамдығы, фокус орны, дәнекерлеу басының бұрышы, қос сәулелік түйіспе қосылысының сәуленің айналу бұрышы және дәнекерлеу ығысуы және т.б. кіреді. Тақта параметрлеріне материал өлшемі, өнімділік, кесу шарттары, тақта аралықтары кіреді. және т.б. Екі лазер сәулесінің қуатын әртүрлі дәнекерлеу мақсаттарына сәйкес бөлек реттеуге болады. Тұрақты және тиімді дәнекерлеу процесіне қол жеткізу үшін фокус позициясы әдетте жұқа пластинаның бетінде орналасқан. Дәнекерлеу басының бұрышы әдетте шамамен 6 болады деп таңдалады. Екі пластинаның қалыңдығы салыстырмалы түрде үлкен болса, оң дәнекерлеу басының бұрышын қолдануға болады, яғни лазер суретте көрсетілгендей жұқа пластинаға қарай еңкейтілген; пластинаның қалыңдығы салыстырмалы түрде аз болған кезде теріс дәнекерлеу басының бұрышын пайдалануға болады. Дәнекерлеу ығысуы лазер фокусы мен қалың пластинаның жиегі арасындағы қашықтық ретінде анықталады. Дәнекерлеу ығысуын реттей отырып, дәнекерлеу тігісінің шамасын азайтуға және жақсы дәнекерлеу көлденең қимасын алуға болады.
Үлкен саңылаулары бар пластиналарды дәнекерлеу кезінде жақсы саңылауларды толтыру мүмкіндіктерін алу үшін қос сәулелік бұрышты айналдыру арқылы сәуленің тиімді қыздыру диаметрін арттыруға болады. Дәнекерлеудің жоғарғы бөлігінің ені екі лазер сәулесінің тиімді сәулесінің диаметрімен, яғни сәуленің айналу бұрышымен анықталады. Айналу бұрышы неғұрлым үлкен болса, қос арқалықтың қыздыру диапазоны кеңірек, ал дәнекерлеудің жоғарғы бөлігінің ені үлкен болады. Екі лазер сәулесі дәнекерлеу процесінде әртүрлі рөл атқарады. Біреуі негізінен тігісті өту үшін қолданылады, ал екіншісі негізінен бос орынды толтыру үшін қалың пластина материалын балқыту үшін қолданылады. 6-35-суретте көрсетілгендей, оң сәуленің айналу бұрышы кезінде (алдыңғы арқалық қалың пластинаға әсер етеді, артқы арқалық дәнекерлеуге әсер етеді), алдыңғы сәуле материалды қыздыру және балқыту үшін қалың пластинаға түседі және келесісі Лазер сәулесі енуді жасайды. Алдыңғы жағындағы бірінші лазер сәулесі қалың пластинаны тек ішінара еріте алады, бірақ ол дәнекерлеу процесіне үлкен үлес қосады, өйткені ол саңылауларды жақсы толтыру үшін қалың пластинаның бүйірін ерітіп қана қоймайды, сонымен қатар біріктірілген материалды алдын ала біріктіреді. келесі арқалықтар Дәнекерлеуді жылдамдатуға мүмкіндік беретін қосылыстар арқылы дәнекерлеу оңайырақ. Теріс айналу бұрышы бар қос арқалық дәнекерлеуде (алдыңғы арқалық дәнекерлеуге әсер етеді, ал артқы арқалық қалың пластинаға әсер етеді) екі арқалық мүлдем қарама-қарсы әсер етеді. Бұрынғы арқалық буынды ерітеді, ал соңғы арқалық оны толтыру үшін қалың пластинаны ерітеді. алшақтық. Бұл жағдайда алдыңғы арқалық суық пластина арқылы дәнекерлеу үшін қажет, ал дәнекерлеу жылдамдығы оң сәуленің айналу бұрышын пайдаланудан баяу. Ал алдыңғы сәуленің алдын ала қыздыру әсеріне байланысты соңғы пучка сол қуатпен қалың пластина материалын ерітеді. Бұл жағдайда соңғы лазер сәулесінің қуатын тиісті түрде азайту керек. Салыстыру үшін оң сәуленің айналу бұрышын пайдалану дәнекерлеу жылдамдығын тиісті түрде арттыруға, ал теріс айналу бұрышын пайдалану саңылауларды жақсы толтыруға мүмкіндік береді. 6-36-суретте дәнекерлеудің көлденең қимасына сәуленің әртүрлі айналу бұрыштарының әсері көрсетілген.
3.4 Үлкен қалың пластиналарды қос сәулелі лазермен дәнекерлеу Лазердің қуат деңгейі мен сәуле сапасының жақсаруымен үлкен қалың пластиналарды лазермен дәнекерлеу шындыққа айналды. Дегенмен, жоғары қуатты лазерлер қымбат болғандықтан және үлкен қалың пластиналарды дәнекерлеу әдетте толтырғыш металды қажет ететіндіктен, нақты өндірісте белгілі бір шектеулер бар. Қос сәулелі лазерлік дәнекерлеу технологиясын қолдану лазер қуатын арттырып қана қоймай, сонымен қатар тиімді сәуленің қыздыру диаметрін ұлғайтуға, толтырғыш сымды балқыту мүмкіндігін арттыруға, лазерлік кілт саңылауын тұрақтандыруға, дәнекерлеу тұрақтылығын жақсартуға және дәнекерлеу сапасын жақсартуға мүмкіндік береді.
Жіберу уақыты: 29 сәуір-2024 ж
