Laser bidezko ebaketaaplikazio
CO2 laser fluxu axial azkarrak gehienbat metal materialak laserrez mozteko erabiltzen dira, batez ere haien izpi kalitate ona dela eta. Metal gehienek CO2 laser izpiekiko duten islagarritasuna nahiko altua den arren, metalaren gainazalaren islagarritasuna giro-tenperaturan handitzen da tenperatura eta oxidazio-maila handitzen diren heinean. Metalaren gainazala kaltetuta dagoenean, metalaren islagarritasuna 1etik gertu dago. Metal laserrez mozteko, batez besteko potentzia handiagoa behar da, eta potentzia handiko CO2 laserrek bakarrik dute baldintza hori.
1. Altzairuzko materialen laser bidezko ebaketa
1.1 CO2 laser bidezko ebaketa jarraitua CO2 laser bidezko ebaketa jarraituaren prozesu-parametro nagusien artean daude laser potentzia, gas laguntzailearen mota eta presioa, ebaketa-abiadura, foku-posizioa, foku-sakonera eta toberaren altuera.
(1) Laser potentzia Laser potentziak eragin handia du ebaketa-lodieran, ebaketa-abiaduran eta ebakidura-zabaleran. Beste parametro batzuk konstanteak direnean, ebaketa-abiadura gutxitzen da ebaketa-plakaren lodiera handitzen den heinean eta handitzen da laser potentzia handitzen den heinean. Beste era batera esanda, zenbat eta laser potentzia handiagoa izan, orduan eta lodiagoa izango da moztu daitekeen plaka, orduan eta azkarragoa izango da ebaketa-abiadura eta zertxobait handiagoa izango da ebakidura-zabalera.
(2) Gas lagungarriaren mota eta presioa Karbono gutxiko altzairua moztean, CO2 gas laguntzaile gisa erabiltzen da burdin-oxigeno errekuntza erreakzioaren beroa erabiltzeko ebaketa prozesua sustatzeko. Ebaketa abiadura handia da eta ebakidura kalitatea ona da, batez ere zepa itsaskorrik gabeko ebakidura lor daiteke. Altzairu herdoilgaitza moztean, CO2 erabiltzen da. Zepa erraz itsasten da ebakiduraren beheko aldean. CO2 + N2 gas nahasia edo geruza bikoitzeko gas fluxua erabiltzen da maiz. Gas lagungarriaren presioak eragin handia du ebaketa efektuan. Gas presioa behar bezala handitzeak ebaketa abiadura handitu dezake zepa itsaskorrik gabe, gas fluxuaren momentua handitzen delako eta zepa kentzeko gaitasuna hobetzen delako. Hala ere, presioa altuegia bada, ebakidura gainazala zakarra bihurtzen da. Oxigeno presioak ebakidura gainazalaren batez besteko zimurtasunean duen eragina beheko irudian ageri da.
Gorputzaren presioa plakaren lodieraren araberakoa ere bada. Karbono gutxiko altzairua 1 kW-ko CO2 laser batekin moztean, oxigeno presioaren eta plakaren lodieraren arteko erlazioa beheko irudian ageri da.
(3) Ebaketa-abiadura Ebaketa-abiadurak eragin handia du ebaketa-kalitatean. Laser-potentziaren baldintza batzuetan, karbono gutxiko altzairua ebakitzean ebaketa-abiadura ona izateko balio kritiko altu eta baxu batzuk daude. Ebaketa-abiadura balio kritikoa baino handiagoa edo txikiagoa bada, zepa itsasten da. Ebaketa-abiadura motela denean, oxidazio-erreakzioko beroaren ekintza-denbora ebaketa-ertzean luzatzen da, ebaketaren zabalera handitzen da eta ebaketa-gainazala zakarra bihurtzen da. Ebaketa-abiadura handitzen den heinean, ebakidura pixkanaka estutzen da, goiko ebakiduraren zabalera orbanaren diametroaren baliokidea izan arte. Une honetan, ebakidura zertxobait ziri-formakoa da, goialdean zabala eta behealdean estua. Ebaketa-abiadura handitzen jarraitzen duen heinean, goiko ebakiduraren zabalera txikitzen jarraitzen du, baina ebakiduraren beheko aldea nahiko zabalagoa bihurtzen da eta alderantzizko ziri-forma hartzen du.
(5) Fokuaren sakonera
Foku-sakonerak eragin handia du ebaketa-gainazalaren kalitatean eta ebaketa-abiaduran. Altzairuzko xafla nahiko handiak ebakitzerakoan, foku-sakonera handiko habe bat erabili behar da; xafla meheak ebakitzerakoan, foku-sakonera txikiko habe bat erabili behar da.
(6) Tobera altuera
Toberaren altuerak gas laguntzaileko toberaren muturreko gainazaletik piezaren goiko gainazalera arteko distantzia adierazten du. Toberaren altuera handia da, eta kanporatutako aire-fluxu laguntzailearen momentua erraz alda daiteke, eta horrek ebaketaren kalitatean eta abiaduran eragiten du. Beraz, laser bidezko ebaketa egiterakoan, toberaren altuera normalean minimizatzen da, normalean 0,5~2,0 mm-koa.
① Laser alderdiak
a. Laser potentzia handitu. Laser indartsuagoak garatzea ebaketa-lodiera handitzeko modu zuzena eta eraginkorra da.
b. Pultsu bidezko prozesamendua. Pultsu bidezko laserrek potentzia maximoa dute eta altzairuzko xafla lodiak zeharka ditzakete. Maiztasun handiko eta pultsu-zabalera estuko pultsu bidezko laser bidezko ebaketa-teknologia aplikatuz, altzairuzko xafla lodiak moztu daitezke laser-potentzia handitu gabe, eta ebakiduraren tamaina laser bidezko ebaketa jarraituarena baino txikiagoa da.
c. Erabili laser berriak
②Sistema optikoa
a. Sistema optiko moldagarria. Laser bidezko ebaketa tradizionalarekiko aldea da ez duela fokua ebaketa-gainazalaren azpian jarri beharrik. Foku-posizioa altzairuzko xaflaren lodieraren norabidean milimetro batzuk gora eta behera aldatzen denean, sistema optiko moldagarrian foku-distantzia aldatuko da foku-posizioaren aldaketarekin batera. Foku-distantziaren gora eta beherako aldaketak laserraren eta piezaren arteko mugimendu erlatiboarekin bat datoz, eta horrek foku-posizioa piezaren sakoneran gora eta behera aldatzea eragiten du. Kanpoko baldintzen arabera foku-posizioa aldatzen den ebaketa-prozesu honek kalitate handiko ebaketak sor ditzake. Metodo honen desabantaila da ebaketa-sakonera mugatua dela, normalean 30 mm baino gehiago ez.
b. Ebaketa bifokaleko teknologia. Lente berezi bat erabiltzen da izpia bi aldiz fokatzeko atal ezberdinetan. 4.58 irudian erakusten den bezala, D lentearen erdiko zatiaren diametroa da eta lentearen ertzeko zatiaren diametroa. Lentearen erdiko kurbadura-erradioa inguruko eremua baino handiagoa da, foku bikoitza osatuz. Ebaketa-prozesuan, goiko fokua piezaren goiko gainazalean dago, eta beheko fokua piezaren beheko gainazalaren ondoan. Foku bikoitzeko laser bidezko ebaketa-teknologia berezi honek abantaila asko ditu. Altzairu biguna ebakitzeko, ez du soilik intentsitate handiko laser izpi bat mantentzen metalaren goiko gainazalean materiala pizteko beharrezkoak diren baldintzak betetzeko, baita intentsitate handiko laser izpi bat mantentzen metalaren beheko gainazalaren ondoan pizteko baldintzak betetzeko ere. Materialaren lodiera osoan ebaketa garbiak egiteko beharra. Teknologia honek kalitate handiko ebaketak lortzeko parametroen gama zabaltzen du. Adibidez, 3 kW-ko CO2 bat erabiliz. laserrarekin, ebaketa-lodiera konbentzionalak 15~20 mm-ra irits daiteke soilik, eta foku bikoitzeko ebaketa-teknologia erabiliz egindako ebaketa-lodiera, berriz, 30~40 mm-ra irits daiteke.
③Tobera eta laguntzazko aire-fluxua
Diseinatu tobera arrazoiz aire-fluxuaren eremuaren ezaugarriak hobetzeko. Tobera supersonikoaren barne-hormaren diametroa lehenik txikitu eta gero zabaldu egiten da, eta horrek aire-fluxu supersonikoa sor dezake irteeran. Aire-hornikuntzaren presioa oso altua izan daiteke talka-uhinak sortu gabe. Tobera supersonikoa laser bidezko ebaketa egiteko erabiltzean, ebaketaren kalitatea ere aproposa da. Tobera supersonikoak piezaren gainazalean duen ebaketa-presioa nahiko egonkorra denez, bereziki egokia da altzairuzko xafla lodiak laser bidez ebaketa egiteko.
Argitaratze data: 2024ko uztailaren 18a
