Giltza-zuloen eraketa eta garapena:
Giltza-zuloaren definizioa: erradiazio-irradiantzia 10 ^ 6 W/cm ^ 2 baino handiagoa denean, materialaren gainazala urtu eta lurrundu egiten da laserren eraginez. Lurruntze-abiadura nahikoa handia denean, sortutako lurrunaren atzerapenaren presioa nahikoa da metal likidoaren gainazaleko tentsioa eta grabitate likidoa gainditzeko, eta, horrela, metal likidoaren zati bat desplazatuz, kitzikapen eremuko igerileku urtua hondoratu eta putzu txikiak eratuz. ; Argi-izpiak zuzenean eragiten du hobi txikiaren hondoan, metala gehiago urtu eta gasifikatzea eraginez. Presio handiko lurrunak hobiaren behealdean dagoen metal likidoa urtutako putzuaren periferiarantz isurtzera behartzen jarraitzen du, zulo txikia gehiago sakonduz. Prozesu honek jarraitzen du, azken finean, metal likidoan zulo moduko giltza-zulo bat osatuz. Zulo txikian laser izpiak sortutako metal-lurrunaren presioa metal likidoaren gainazaleko tentsioarekin eta grabitatearekin oreka iristen denean, zulo txikia ez da gehiago sakontzen eta zulo txiki egonkor bat sortzen du, "zulo txikiaren efektua" deritzona. .
Laser izpia piezarekin alderatuta mugitzen den heinean, zulo txikiak apur bat atzerako aurrealde kurbatu bat erakusten du eta alderantzizko triangelu argi inklinatua atzealdean. Zulo txikiaren aurreko ertza laserraren ekintza-eremua da, tenperatura altua eta lurrun-presioa altua duena, atzeko ertzean tenperatura nahiko baxua den bitartean eta lurrun-presioa txikia da. Presio eta tenperatura desberdintasun horren pean, urtutako likidoa zulo txikiaren inguruan igarotzen da aurrealdetik atzeko muturreraino, zulo txikiaren atzeko muturrean zurrunbilo bat osatuz, eta, azkenik, atzeko ertzean solidotzen da. Laser simulazioaren eta benetako soldaketaren bidez lortutako giltza-zuloaren egoera dinamikoa goiko irudian erakusten da, Zulo txikien morfologia eta inguruko likido urtuaren fluxua abiadura ezberdinetan bidaian zehar.
Zulo txikien presentzia dela eta, laser izpiaren energia materialaren barnean sartzen da, soldadura sakon eta estu hau osatuz. Laser sakoneko soldadura-joduraren zeharkako morfologia tipikoa goiko irudian ageri da. Soldadura-joduraren sartze-sakonera giltza-zuloaren sakoneratik hurbil dago (zehatz esateko, geruza metalografikoa giltza-zuloa baino 60-100um sakonagoa da, geruza likido bat gutxiago). Laser energia-dentsitatea zenbat eta handiagoa izan, orduan eta sakonagoa da zulo txikia, eta soldadura-joduraren sartze-sakonera handiagoa izango da. Potentzia handiko laser soldaduran, soldadura-joduraren gehienezko sakonera eta zabalera erlazioa 12:1 irits daiteke.
-ren xurgapenaren analisialaser energiagiltza-zuloz
Zulo txikiak eta plasma sortu baino lehen, laserren energia piezaren barrualdera igortzen da batez ere eroapen termikoaren bidez. Soldadura-prozesua soldadura eroaleari dagokio (0,5 mm-tik beherako sartze-sakonera duena), eta materialaren laserraren xurgapen-tasa % 25-45 artean dago. Giltza-zuloa eratuta dagoenean, laserren energia piezaren barnealdeak xurgatzen du nagusiki giltza-zuloaren efektuaren bidez, eta soldadura-prozesua sartze-soldadura sakona bihurtzen da (0,5 mm baino gehiagoko sartze-sakonera batekin), xurgapen-tasa irits daiteke. %60-90 baino gehiago.
Giltza-zuloaren efektuak oso garrantzi handia du laserren xurgapena hobetzeko prozesuan, hala nola laser bidezko soldadura, ebaketa eta zulaketa. Giltza-zulora sartzen den laser izpia ia guztiz xurgatzen da zuloaren hormaren isla ugariren bidez.
Orokorrean uste da giltza-zuloaren barruan laserren energia xurgatzeko mekanismoak bi prozesu barne hartzen dituela: alderantzizko xurgapena eta Fresnel xurgapena.
Presio-balantza giltza-zuloaren barruan
Laser-sartze sakoneko soldaduran, materialak lurruntze larria jasaten du, eta tenperatura altuko lurrunak sortutako hedapen-presioak metal likidoa kanporatzen du, zulo txikiak sortuz. Materialaren lurrun-presioaz eta ablazio-presioaz gain (lurruntze-erreakzio-indarra edo atzerakada-presioa izenez ere ezaguna), gainazaleko tentsioa, grabitateak eragindako presio estatiko likidoa eta urtutako materialaren fluxuak sortutako presio fluido-dinamikoa ere daude. zulo txikia. Presio horien artean, lurrun-presioak bakarrik mantentzen du zulo txikiaren irekiera, beste hiru indarrek zulo txikia ixten ahalegintzen diren bitartean. Soldadura-prozesuan giltza-zuloaren egonkortasuna mantentzeko, lurrun-presioa nahikoa izan behar da beste erresistentzia batzuk gainditzeko eta oreka lortzeko, giltza-zuloaren epe luzerako egonkortasuna mantenduz. Sinpletasunerako, orokorrean uste da giltza-zuloaren horman eragiten duten indarrak ablazio-presioa (metal-lurrunaren atzerapenaren presioa) eta gainazaleko tentsioa direla.
Giltza-zuloaren ezegonkortasuna
Aurrekariak: Laserrak materialen gainazalean jarduten du, metal kantitate handia lurruntzea eraginez. Atzerapenaren presioak urtutako igerilekuan behera egiten du, giltza-zuloak eta plasma sortuz, eta ondorioz, urtze-sakonera handitzen da. Mugitzeko prozesuan, laserrak giltza-zuloaren aurrealdeko horma jotzen du, eta laserrak materialarekin kontaktuan jartzen duen posizioak materialaren lurrunketa larria eragingo du. Aldi berean, giltza-zuloaren hormak masa-galera izango du, eta lurruntzeak metal likidoaren gainean sakatuko duen atzerapen-presioa sortuko du, giltza-zuloaren barruko horma beherantz aldatzea eta giltza-zuloaren behealderantz mugitzea eraginez. urtutako putzuaren atzealdea. Likido urtutako igerilekuak aurrealdeko hormetatik atzeko hormara aldatzea dela eta, giltza-zuloaren barruko bolumena etengabe aldatzen ari da, giltza-zuloaren barne-presioa ere horren arabera aldatzen da, eta horrek ihinztatutako plasmaren bolumenaren aldaketa dakar. . Plasma-bolumenaren aldaketak laser-energiaren blindajean, errefrakzioan eta xurgapenean aldaketak eragiten ditu, eta, ondorioz, materialaren gainazalera iristen den laser-energian aldaketak sortzen dira. Prozesu osoa dinamikoa eta periodikoa da, azken finean, zerra hortz itxurako eta metalezko sartze ondulatua eragiten du, eta ez dago sartze-soldadura berdin leunrik. Goiko irudia soldadura-zentroaren zeharkako ikuspegia da. soldaduraren erdigunea, baita giltza-zuloaren sakoneraren aldakuntza denbora errealean neurtzea ereIPG-LDD froga gisa.
Hobetu giltza-zuloaren egonkortasun-norabidea
Laser sartze sakoneko soldaduran zehar, zulo txikiaren egonkortasuna zuloaren barruko presio ezberdinen oreka dinamikoarekin soilik bermatu daiteke. Hala ere, zuloaren hormak laser energia xurgatzea eta materialen lurruntzea, zulo txikitik kanpo metalezko lurruna kanporatzea eta zulo txikiaren eta urtutako igerilekuaren aurrerapenaren mugimendua oso prozesu biziak eta azkarrak dira. Prozesu-baldintza jakin batzuetan, soldadura-prozesuaren une jakin batzuetan, tokiko eremuetan zulo txikiaren egonkortasuna eten dadin aukera dago, soldadura-akatsak eraginez. Tipikoenak eta ohikoenak poro motako porositate-akatsak eta giltza-zuloaren kolapsoak eragindako zipriztinak dira;
Beraz, nola egonkortu giltza-zuloa?
Giltza-zuloko fluidoaren gorabehera nahiko konplexua da eta faktore gehiegi inplikatzen ditu (tenperatura-eremua, fluxu-eremua, indar-eremua, fisika optoelektronikoa), bi kategoriatan laburbil daitezkeenak: gainazaleko tentsioaren eta metal-lurrunaren atzerapenaren presioaren arteko erlazioa; Metal-lurrunaren atzerapen-presioak zuzenean eragiten du giltza-zuloen sorreran, eta hori estuki lotuta dago giltza-zuloen sakonerarekin eta bolumenarekin. Aldi berean, soldadura-prozesuan metal-lurrunaren gorantz mugitzen den substantzia bakarra den heinean, iskinen agerpenarekin ere estu lotuta dago; Azaleko tentsioak urtutako igerilekuaren emaria eragiten du;
Beraz, laser bidezko soldadura prozesu egonkorra gainazaleko tentsioaren banaketa-gradientea mantentzearen araberakoa da urtutako igerilekuan, gorabehera handiegirik gabe. Azaleko tentsioa tenperatura banaketarekin lotuta dago, eta tenperatura banaketa bero-iturriarekin. Hori dela eta, bero-iturri konposatua eta swing soldadura soldadura prozesu egonkorretarako norabide tekniko potentzialak dira;
Metal lurruna eta giltza-zuloaren bolumenak plasma-efektuari eta giltza-zuloaren irekieraren tamainari erreparatu behar diote. Irekidura zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da giltza-zuloa, eta urtze-igerilekuaren beheko puntuko gorabehera arbuiagarriak, giltza-zuloaren bolumen orokorrean eta barne presio-aldaketetan eragin nahiko txikia dutenak; Beraz, eraztun modu erregulagarria laserra (puntu anular), laser arkuaren birkonbinazioa, maiztasunaren modulazioa, etab. heda daitezkeen norabide guztiak dira.
Argitalpenaren ordua: 2023-12-01
