Lazer qaynaq əsas proses parametrləri

1) lazer gücü. Lazer qaynaqında lazer enerjisinin sıxlığı həddi var, aşağıda əriyin dərinliyi dayazdır və bu dəyər çatdıqdan və ya aşır, ərimənin dərinliyi əhəmiyyətli dərəcədə artır. Yalnız iş parçasında lazer elektrik enerjisi həddi (maddi asılı) üst-üstə düşəndə ​​dərin qaynaq qaynaqının sabitləşməsini qeyd edən Plazma yaradılır. Lazer gücü bu həddi altındadırsa, iş parçası yalnız səthi əriməyə məruz qalır, yəni qaynaq sabit istilik ötürmə növü ilə gəlir. Lazer gücünün sıxlığı kiçik çuxur meydana gəlməsinin kritik vəziyyətinin yaxınlığında olduqda, dərin bir qaynaq qaynağı və keçiriciliyə qaynaq alternativi və qeyri-sabit qaynaq prosesləri olur, nəticədə əriyən dərinliklərdə böyük dalğalanmalar halına gəlir. Lazer Dərin Fusion qaynaqında, lazer gücü, həm də şəkil 1-də göstərildiyi kimi, nüfuz və qaynaq sürətinin dərinliyini, həm də qaynaq sürətini idarə edir. Ümumiyyətlə, lazer şüasının müəyyən bir diametri üçün, şüa gücü artdıqca əriyin dərinliyi artır.

2) şüa fokus nöqtəsi. Şüa ləkəsi ölçüsü, güc sıxlığını təyin etdiyi üçün lazer qaynaqında ən vacib dəyişənlərdən biridir. Bununla birlikdə, ölçmə yüksək güc lazerləri üçün bir problemdir, baxmayaraq ki, bir çox dolayı ölçmə texnikası artıq mövcuddur.

Şüa Fokus Diffraksion Limiti Limit ölçüsü yüngül difraksiya nəzəriyyəsindən hesablana bilər, lakin faktiki yer, obyektiv aberation fokuslanmasının olması səbəbindən hesablanmış dəyərdən daha böyükdür. Ən sadə real ölçmə metodu, yandırıldıqdan və polipropilen boşqabını yandırdıqdan və polipropilen boşqabdan sonra qalın kağız ilə doldurulduqdan və perforasiya diametrini ölçmək üçün olan ISothermal profil metodudur. Bu üsul təcrübə ilə ölçülməlidir, lazer gücünün ölçüsünü və şüa hərəkətinin vaxtını mənimsəməlidir.

3) maddi udma dəyəri. Material tərəfindən lazerin udulması, absorbsiya dərəcəsi, yansıtma, istilik temperaturu, buxarlanma temperaturu, buxarlanma temperaturu və s. Kimi materialın bəzi vacib xüsusiyyətlərindən asılıdır. Ən əhəmiyyətlisi udma nisbətidir.

Lazer şüasına materialın udma sürətinə təsir edən amillər iki aspektə daxildir: birincisi, materialın müqaviməti. Materialın cilalanmış səthinin udulma nisbətini ölçdükdən sonra maddi udma dərəcəsinin, öz növbəsində temperaturla dəyişən müqavimət əmsalı kvadrat kökü ilə mütənasib olduğunu aşkar etmək; İkincisi, materialın səthi vəziyyəti (və ya bitirmək) şüanın udma sürətinə daha vacib təsir göstərir, beləliklə qaynaq effekti üzərində əhəmiyyətli təsir göstərir.

CO2 Lazer Çıxış Dairəsi, Adətən 10.6 mm, keramika, şüşə, rezin, plastik və digər qeyri-metallar, otaq temperaturunda udma nisbətində metal materiallar çox zəifdir, bir dəfə əriyib və hətta buxarlanmayan qədər, udulma kəskin şəkildə artana qədər metal materiallar çox zəifdir. Səthi örtük və ya səthin oksid filmi metodunun istifadəsi, körpənin udulmasını yaxşılaşdırmaq üçün oksid film metodundan istifadə çox təsirlidir.

4) Qaynaq sürəti. Qaynaq sürəti ərimənin dərinliyinə böyük təsir göstərir, sürəti artırmaq, sürətin çox aşağı olacağını və həddindən artıq əriyin həddindən artıq əriməsinə səbəb olacaq, iş parçası var. Buna görə müəyyən bir lazer gücü və müəyyən bir materialın müəyyən bir qalınlığı, uyğun bir qaynaq sürəti və ya maksimum ərimənin dərinliyi olduqda müvafiq sürət dəyəri əldə edilə bilər. Şəkil 2, 1018 poladdan qaynaq sürəti və ərimə dərinliyi arasındakı əlaqəni verir.

5) Qoruyucu qaz. Lazer qaynaq prosesi, ərimiş hovuzunu tez-tez qorumaq üçün inert qazından istifadə edir, bəzi materiallar yerüstü oksidləşməsindən asılı olmayaraq, qoruma düşünməyin, lakin əksər tətbiqlər üçün, oksidləşmə zamanı oksidləşmədən istifadə üçün helium, argon, azot və digər qazlardan istifadə olunur.

Helium asanlıqla ionlaşmamışdır (ionlaşma enerjisi yüksəkdir), lazerin keçməsinə imkan verən və şüa enerjisinin iş yerinin səthinə çatmaması üçün şüa enerjisi. Lazer qaynaqında istifadə olunan ən təsirli qalxan qazdır, lakin daha bahalıdır.

Argon daha ucuz və daha sıxdır, buna görə daha yaxşı qoruyur. Bununla birlikdə, yüksək temperatur metal plazma ionlaşmasına həssasdır, bu, şüanın bir hissəsini iş parçasına çevirir, qaynaq üçün effektiv lazer gücünü azaldır və qaynaq sürətini və ərimənin dərinliyini pozur. Qaynaqlanmış hissənin səthi, Helium qorunması ilə müqayisədə Argon qorunması ilə daha hamardır.

Azot, ən ucuz qoruyucu qazdır, ancaq paslanmayan polad qaynaqların bəzi növləri üçün uyğun deyil, əsasən, udma kimi metallurgiya problemləri ilə əlaqədar, bəzən lap zonasında məsvidlik istehsal edir.

Qaldırma qazından istifadəin ikinci rolu, fokuslanan linzaları metal buxar çirklənməsindən və maye ərimiş damlalarının ləkələməkdən qorumaqdır. Bu, ejecta çox güclü olduğu yüksək güc lazer qaynaqında xüsusilə zəruridir.

Qaldırma qazının üçüncü bir funksiyası, yüksək güclü lazer qaynaqları ilə istehsal olunan plazma ekranlaşdırmanın dağılmasında təsirli olmasıdır. Metal buxarı lazer şüasını və bir plazma buluduna ionlaşır və metal buxar ətrafındakı qalxan qaz da istiliklə ionlaşır. Çox plazma varsa, lazer şüası plazma tərəfindən müəyyən dərəcədə istehlak olunur. Plazmanın işləmə səthində ikinci bir enerji kimi olması ərimişin dərinliyini və qaynaq hovuz səthinin dərinliyini daha geniş edir. Elektron mürəkkəbin sayını plazmadakı elektron sıxlığını azaltmaq üçün elektron-ion və neytral-atom toqquşmasının sayının artması ilə elektron kompleksin dərəcəsi artır. Neytral atomu yüngülləşdirən, toqquşma tezliyi nə qədər yüksəkdirsə, mürəkkəb nisbət nə qədər yüksəkdir; Digər tərəfdən, qazın ionlaşması səbəbindən elektron sıxlığını artırmamaq üçün yalnız ekran sıxlığını artırmağın yalnız yüksək ionlaşma enerjisi.

Cədvəldən göründüyü kimi, plazma bulud ölçüsü, istifadə olunan qoruyucu qazla, heliumun ən kiçik, ardından azot və argon istifadə edildiyi zaman istifadə olunur. Plazma ölçüsü nə qədər böyükdürsə, ərimə dərinliyini dayaz. Bu fərqin səbəbi əvvəlcə qaz molekullarının müxtəlif dərəcəsi ilə əlaqədardır və qoruyucu qazların fərqli sıxlıqlarının səbəb olduğu metal buxarın yayılması ilə əlaqədar fərqi ilə yanaşı.

Helium ən az ionlaşmış və ən az sıxdır və bu, yüksələn metal buxarını ərimiş metal hovuzdan çıxarır. Buna görə, heliumun qoruyucu qazı kimi istifadəsi plazmanın yatırılmasını maksimum dərəcədə artıra bilər və bununla da ərimənin dərinliyini artırır və qaynaq sürətini artırır; İşıq çəkisi və qaçmaq qabiliyyəti səbəbindən gözenekilliyə səbəb olmaq asan deyil. Əlbəttə ki, faktiki qaynaq nəticələrimizdən, Argon qazı ilə qorunma təsiri pis deyil.

Aşağı qaynaq sürət zonasında ərimənin dərinliyində plazma buludu ən aydındır. Qaynaq sürəti artdıqda, təsiri zəifləyəcək.

Qalxma qazı iş parçası səthinə çatmaq üçün müəyyən bir təzyiqdə nozzle açılması yolu ilə atılır. Nozzle'nin hidrodinamik forması və çıxışın diametrinin ölçüsü çox vacibdir. Qaynaq səthini örtmək üçün püskürtülü qalxan qazı sürmək üçün kifayət qədər böyük olmalıdır, ancaq obyektivləri effektiv şəkildə qorumaq və metal buxar çirklənməsinin və ya linzalara metal spratterin qarşısını almaq üçün, nozzle ölçüsü də məhdud olmalıdır. Axın sürəti də idarə olunmalıdır, əks halda laminar qaz axınının axması gərginliyə çevrilir və atmosfer ərimiş hovuzuna qarışır, nəticədə məsvidlik meydana gətirir.

Müdafiə effektini yaxşılaşdırmaq üçün əlavə yanan üflənən yol, yəni daha kiçik bir diametrli nozzle vasitəsilə müəyyən bir bucaqdan qoruyucu qaz olacaq. Qalxan qazı yalnız iş parçasının səthindəki plazma buludunu yatırmır, eyni zamanda çuxurdakı plazma və kiçik çuxurun meydana gəlməsindən daha da arzuolunandan daha dərin və daha geniş bir qaynaq alır. Bununla birlikdə, bu üsul qaz axınının ölçüsünə və istiqamətini dəqiq bir idarə etməyi tələb edir, əks halda, halbuki qarışdırma prosesinə dəyən ərimə hovuzuna zərər vermək asandır, nəticədə qaynaq prosesi sabitləşmək çətindir.

6) Lens fokus uzunluğu. Qaynaq, ümumiyyətlə, lazer yaxınlığının, ümumi seçimi 63 ~ 254mm (2.5 '' ') obyektivin fokus uzunluğu yönəldilməsi üçün istifadə olunur. Diqqət edilmiş ləkə ölçüsü fokus uzunluğuna, fokus uzunluğuna nisbətdə mütənasibdir, fokus uzunluğu, yerin daha kiçikdir. Ancaq fokus uzunluğu, yəni fokus dərinliyinə də təsir göstərir, buna görə də fokus uzunluğu ilə eyni vaxtda bir şəkildə artır, buna görə də qısa fokus uzunluğu güc sıxlığını yaxşılaşdıra bilər, ancaq əşyalar arasındakı məsafə dəqiq saxlanılmalıdır və ərimə dərinliyi böyük deyil. Qaynaq prosesi və lazer rejimində yaranan spatterin təsiri səbəbindən fokusun ən qısa dərinliyindən istifadə edərək həqiqi qaynaq daha çox fokus uzunluğu 126mm (5 '), fokus uzunluğu 254mm (10 ') olan bir obyektiv seçilə bilər, bu halda dərin əriməyə nail olmaq üçün daha yüksək lazer çıxışı Kiçik deşik effekti.

Lazer gücü 2 kVt, xüsusən də 10.6 mm CO2 lazer şüası üçün xüsusi optik materialların istifadəsi üçün xüsusi optik materialların istifadəsi üçün, optik sistemin istifadəsi üçün, diqqət mərkəzində olan obyektivlərə optik zərərin qarşısını almaq üçün, əksinə reflektor üçün cilalanmış mis güzgüsündən istifadə edərək əks olunma metodunu seçir. Effektiv soyutma səbəbindən tez-tez yüksək güc lazer şüası üçün tövsiyə olunur.

7) Fokus nöqtəsi mövqeyi. Qaynaq, kifayət qədər güc sıxlığı qorumaq üçün, fokus nöqtəsi mövqeyi kritikdir. İş parçası səthinə nisbətən fokus nöqtəsinin vəziyyətindəki dəyişikliklər, qaynaq genişliyinə və dərinliyə birbaşa təsir göstərir. Şəkil 3, 1018 poladın əriməsi və tikiş genişliyi dərinliyində fokus nöqtəsinin vəziyyətinin təsirini göstərir. Lazer qaynaq tətbiqetmələrində, fokus nöqtəsi, adətən, iş parçasının səthinin altından ərimənin təxminən 1/4 hissəsini yerləşdirilir.

8) lazer şüası mövqeyi. Lazer fərqli materialları qaynaqlandıqda, lazer şüası mövqeyi, xüsusən də bu dövrə oynaqlarından daha həssas olan butt oynaqları vəziyyətində qaynaqın son keyfiyyətini idarə edir. Məsələn, Sərtləşdirilmiş polad dişlilər yüngül polad zərb alətlərinə qaynaqlandıqda, lazer şüa mövqeyinə düzgün nəzarət, daha yaxşı çatlaq müqavimətinə malik bir qaynaq istehsalı olan bir qaynaq istehsalını asanlaşdıracaqdır. Bəzi tətbiqlərdə iş parçasının qaynaqlanacaq həndəsəsi lazer şüasının bucaqla bölə alınmasını tələb edir. Şüa oxu və birgə təyyarə arasındakı boşluq 100 dərəcə olduqda, iş parçası tərəfindən lazer enerjisinin udulması təsirlənməyəcəkdir.

9) Lazer gücünün tədricən yüksəlmə, tədricən azalma nəzarətinin qaynaq başlanğıcı və son nöqtəsi. Lazer Dərin Fusion qaynağı, qaynaqın dərinliyindən asılı olmayaraq, kiçik çuxurların fenomeni həmişə mövcuddur. Qaynaq prosesi dayandırıldıqda və güc açarı söndürüldükdə, bir krater qaynaqın sonunda görünəcəkdir. Bundan əlavə, lazer qaynaq təbəqəsi orijinal qaynağı əhatə edərkən, lazer şüasının həddindən artıq udma, nəticədə qaynaqın həddindən artıq istiləşməsi və ya məsaməsi ilə nəticələnir.

Yuxarıda göstərilən hadisələrin qarşısını almaq üçün, güc başlanğıc və dayanma nöqtələri tənzimlənə bilər, yəni başlanğıc gücü sıfırdan sıfırdan müəyyən bir müddətə elektron şəkildə artır və nəhayət, qaynaqın ləğv edildiyi zaman gücü sıfır dəyəri tədricən azalır.