লেজার ঢালাই প্রধান প্রক্রিয়া পরামিতি

1) লেজার শক্তি। লেজার ঢালাইয়ে একটি লেজার শক্তির ঘনত্বের থ্রেশহোল্ড রয়েছে, যার নীচে গলিত হওয়ার গভীরতা অগভীর এবং একবার এই মানটি পৌঁছে গেলে বা অতিক্রম করলে, গলে যাওয়ার গভীরতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। শুধুমাত্র যখন ওয়ার্কপিসে লেজারের শক্তির ঘনত্ব থ্রেশহোল্ড (উপাদান নির্ভর) অতিক্রম করে, তখন প্লাজমা তৈরি হয়, যা গভীর ফিউশন ঢালাইয়ের স্থিতিশীলতাকে চিহ্নিত করে। যদি লেজারের শক্তি এই থ্রেশহোল্ডের নীচে থাকে, তাহলে ওয়ার্কপিসটি শুধুমাত্র পৃষ্ঠ গলানোর মধ্য দিয়ে যায়, অর্থাৎ ঢালাই একটি স্থিতিশীল তাপ স্থানান্তর প্রকারে এগিয়ে যায়। যখন লেজারের শক্তি ঘনত্ব ছোট গর্ত গঠনের গুরুতর অবস্থার কাছাকাছি থাকে, তখন গভীর ফিউশন ঢালাই এবং পরিবাহী ঢালাই বিকল্প হয়ে যায় এবং অস্থির ঢালাই প্রক্রিয়ায় পরিণত হয়, যার ফলে গলে যাওয়া গভীরতায় বড় ওঠানামা হয়। লেজারের গভীর ফিউশন ঢালাইয়ে, লেজার শক্তি অনুপ্রবেশের গভীরতা এবং ঢালাই গতি উভয়ই নিয়ন্ত্রণ করে, যেমন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। ঢালাইয়ের ঢালাইয়ের গভীরতা সরাসরি মরীচি শক্তির ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত এবং এটি ঘটনা বীম শক্তি এবং বিমের ফোকাল স্পট এর একটি ফাংশন। সাধারণভাবে, লেজার রশ্মির একটি নির্দিষ্ট ব্যাসের জন্য, মরীচি শক্তি বৃদ্ধির সাথে সাথে গলে যাওয়ার গভীরতা বৃদ্ধি পায়।

2) মরীচি ফোকাল স্পট। বিম স্পট সাইজ লেজার ওয়েল্ডিংয়ের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ভেরিয়েবলগুলির মধ্যে একটি, কারণ এটি শক্তির ঘনত্ব নির্ধারণ করে। যাইহোক, এর পরিমাপ উচ্চ ক্ষমতার লেজারের জন্য একটি চ্যালেঞ্জ, যদিও অনেক পরোক্ষ পরিমাপ কৌশল ইতিমধ্যে উপলব্ধ।

আলোক বিচ্ছুরণ তত্ত্ব থেকে বিমের ফোকাল ডিফ্র্যাকশন লিমিট স্পট সাইজ নির্ণয় করা যেতে পারে, কিন্তু ফোকাসিং লেন্স অ্যাবারেশনের উপস্থিতির কারণে প্রকৃত স্পট গণনাকৃত মানের চেয়ে বড়। সবচেয়ে সহজ বাস্তব পরিমাপ পদ্ধতি হল আইসোথার্মাল প্রোফাইল পদ্ধতি, যা পুরু কাগজ দিয়ে একটি পলিপ্রোপিলিন প্লেট পোড়ানো এবং ভেদ করার পরে ফোকাল স্পট এবং ছিদ্রের ব্যাস পরিমাপ করা হয়। এই পদ্ধতিটি অনুশীলনের মাধ্যমে পরিমাপ করা উচিত, লেজার শক্তির আকার এবং মরীচি কর্মের সময় আয়ত্ত করা উচিত।

3) উপাদান শোষণ মান. উপাদান দ্বারা লেজারের শোষণ উপাদানের কিছু গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, যেমন শোষণ হার, প্রতিফলন, তাপ পরিবাহিতা, গলনের তাপমাত্রা, বাষ্পীভবন তাপমাত্রা ইত্যাদি। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল শোষণ হার।

লেজার রশ্মিতে উপাদানের শোষণের হারকে প্রভাবিত করার কারণগুলির মধ্যে দুটি দিক রয়েছে: প্রথমত, উপাদানটির প্রতিরোধ ক্ষমতা। উপাদানের পালিশ পৃষ্ঠের শোষণ হার পরিমাপ করার পরে, এটি পাওয়া যায় যে উপাদান শোষণের হার রেজিসিটিভিটি সহগের বর্গমূলের সমানুপাতিক, যা তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়; দ্বিতীয়ত, উপাদানটির পৃষ্ঠের অবস্থা (বা ফিনিস) মরীচির শোষণের হারের উপর আরও গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে, এইভাবে ঢালাই প্রভাবের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে।

CO2 লেজারের আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য সাধারণত 10.6μm হয়, সিরামিক, কাচ, রাবার, প্লাস্টিক এবং অন্যান্য অধাতুর ঘরের তাপমাত্রায় শোষণের হার খুব বেশি, যখন ঘরের তাপমাত্রায় ধাতব পদার্থের শোষণের হার খুব কম, যতক্ষণ না উপাদান একবার গলে যায় বা এমনকি বাষ্প হয়ে যায়, ততক্ষণ পর্যন্ত এর শোষণ তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়। বীমে উপাদান শোষণ উন্নত করতে পৃষ্ঠ আবরণ বা অক্সাইড ফিল্ম পদ্ধতির পৃষ্ঠ উত্পাদন অত্যন্ত কার্যকর।

4) ঢালাই গতি. ঢালাইয়ের গতি গলে যাওয়ার গভীরতার উপর একটি বড় প্রভাব ফেলে, গতি বৃদ্ধি করলে গলে যাওয়ার গভীরতা অগভীর হয়ে যায়, তবে গতি খুব কম এবং উপাদানটির অত্যধিক গলনের দিকে পরিচালিত করবে, ওয়ার্কপিস ঢালাইয়ের মাধ্যমে। অতএব, একটি নির্দিষ্ট লেজার শক্তি এবং একটি নির্দিষ্ট উপাদান একটি নির্দিষ্ট বেধ ঢালাই গতি একটি উপযুক্ত পরিসীমা আছে, এবং যার মধ্যে সংশ্লিষ্ট গতি মান প্রাপ্ত করা যেতে পারে যখন গলে সর্বোচ্চ গভীরতা. চিত্র 2 ঢালাই গতি এবং 1018 ইস্পাতের গলিত গভীরতার মধ্যে সম্পর্ক দেয়।

5) প্রতিরক্ষামূলক গ্যাস। লেজার ঢালাই প্রক্রিয়া প্রায়ই গলিত পুল রক্ষা করার জন্য নিষ্ক্রিয় গ্যাস ব্যবহার করে, যখন কিছু উপকরণ পৃষ্ঠের অক্সিডেশন নির্বিশেষে ঢালাই করা হয়, তখনও সুরক্ষা বিবেচনা করে না, তবে বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রায়শই হিলিয়াম, আর্গন, নাইট্রোজেন এবং অন্যান্য গ্যাস ব্যবহার করা হয় সুরক্ষার জন্য, যাতে ঢালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন অক্সিডেশন থেকে ওয়ার্কপিস।

হিলিয়াম সহজে আয়নিত হয় না (আয়নাইজেশন শক্তি বেশি), লেজারের মধ্য দিয়ে যেতে দেয় এবং রশ্মি শক্তি নির্বিঘ্নে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে পৌঁছাতে পারে। এটি লেজার ওয়েল্ডিংয়ে ব্যবহৃত সবচেয়ে কার্যকরী শিল্ডিং গ্যাস, তবে এটি আরও ব্যয়বহুল।

আর্গন সস্তা এবং আরও ঘন, তাই এটি আরও ভাল রক্ষা করে। যাইহোক, এটি উচ্চ তাপমাত্রার ধাতব প্লাজমা আয়নাইজেশনের জন্য সংবেদনশীল, যার ফলে বীমের অংশটি ওয়ার্কপিসে রক্ষা করে, ঢালাইয়ের জন্য কার্যকর লেজার শক্তি হ্রাস করে এবং ঢালাইয়ের গতি এবং গলে যাওয়ার গভীরতাকেও দুর্বল করে। ঢালাই করা অংশের পৃষ্ঠ হিলিয়াম সুরক্ষার চেয়ে আর্গন সুরক্ষার সাথে মসৃণ।

নাইট্রোজেন হল সবচেয়ে সস্তা শিল্ডিং গ্যাস, তবে এটি কিছু ধরণের স্টেইনলেস স্টিল ঢালাইয়ের জন্য উপযুক্ত নয়, প্রধানত ধাতব সমস্যাগুলির কারণে, যেমন শোষণ, যা কখনও কখনও ল্যাপ জোনে পোরোসিটি তৈরি করে।

একটি শিল্ডিং গ্যাস ব্যবহার করার দ্বিতীয় ভূমিকা হল ফোকাসিং লেন্সকে ধাতব বাষ্প দূষণ এবং তরল গলিত ফোঁটাগুলির স্পুটারিং থেকে রক্ষা করা। এটি বিশেষ করে উচ্চ শক্তির লেজার ঢালাইয়ের ক্ষেত্রে প্রয়োজনীয়, যেখানে ইজেক্টা খুব শক্তিশালী হয়ে ওঠে।

শিল্ডিং গ্যাসের তৃতীয় ফাংশন হল এটি উচ্চ-শক্তি লেজার ওয়েল্ডিং দ্বারা উত্পাদিত প্লাজমা শিল্ডিংকে ছড়িয়ে দিতে কার্যকর। ধাতব বাষ্প লেজার রশ্মিকে শোষণ করে এবং একটি প্লাজমা ক্লাউডে আয়নাইজ করে এবং ধাতব বাষ্পের চারপাশে থাকা গ্যাসও তাপ দ্বারা আয়নিত হয়। যদি অত্যধিক রক্তরস উপস্থিত থাকে তবে লেজার রশ্মি কিছু পরিমাণে প্লাজমা দ্বারা গ্রাস করা হয়। কার্যক্ষম পৃষ্ঠে দ্বিতীয় শক্তি হিসাবে প্লাজমার উপস্থিতি গলিত অগভীর গভীরতা এবং ওয়েল্ড পুলের পৃষ্ঠকে আরও প্রশস্ত করে তোলে। প্লাজমাতে ইলেক্ট্রন ঘনত্ব কমাতে ইলেকট্রন-আয়ন এবং নিরপেক্ষ-পরমাণুর তিন-দেহের সংঘর্ষের সংখ্যা বাড়িয়ে ইলেকট্রন জটিলতার হার বৃদ্ধি পায়। নিরপেক্ষ পরমাণু যত হালকা হবে, সংঘর্ষের ফ্রিকোয়েন্সি তত বেশি হবে, যৌগিক হার তত বেশি হবে; অন্য দিকে, শুধুমাত্র উচ্চ আয়নকরণ শক্তি, যাতে গ্যাসের আয়নকরণের কারণে ইলেকট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি না পায়।

টেবিল থেকে দেখা যায়, প্লাজমা মেঘের আকার ব্যবহৃত প্রতিরক্ষামূলক গ্যাসের সাথে পরিবর্তিত হয়, হিলিয়াম সবচেয়ে ছোট, তারপরে নাইট্রোজেন এবং সবচেয়ে বড় যখন আর্গন ব্যবহার করা হয়। প্লাজমার আকার যত বড় হবে, গলে যাওয়া গভীরতা তত কম। এই পার্থক্যের কারণ হল প্রথমত গ্যাসের অণুগুলির আয়নকরণের বিভিন্ন মাত্রা এবং এছাড়াও প্রতিরক্ষামূলক গ্যাসগুলির বিভিন্ন ঘনত্বের কারণে ধাতব বাষ্পের প্রসারণের পার্থক্যের কারণে।

হিলিয়াম হল সবচেয়ে কম আয়নযুক্ত এবং সবচেয়ে কম ঘন, এবং এটি দ্রুত গলিত ধাতব পুল থেকে ক্রমবর্ধমান ধাতব বাষ্পকে দূর করে। অতএব, হিলিয়ামের একটি ঢালাই গ্যাস হিসাবে ব্যবহার প্লাজমার দমনকে সর্বাধিক করতে পারে, যার ফলে গলে যাওয়ার গভীরতা বৃদ্ধি পায় এবং ঢালাইয়ের গতি উন্নত হয়; হালকা ওজন এবং পালানোর ক্ষমতার কারণে এটি পোরোসিটি সৃষ্টি করা সহজ নয়। অবশ্যই, আমাদের প্রকৃত ঢালাই ফলাফল থেকে, আর্গন গ্যাসের সাথে সুরক্ষার প্রভাব খারাপ নয়।

কম ঢালাই গতি জোন মধ্যে গলিত গভীরতা উপর প্লাজমা মেঘ সবচেয়ে সুস্পষ্ট. যখন ঢালাই গতি বৃদ্ধি পায়, তার প্রভাব দুর্বল হয়ে যাবে।

শিল্ডিং গ্যাসটি ওয়ার্কপিস পৃষ্ঠে পৌঁছানোর জন্য একটি নির্দিষ্ট চাপে অগ্রভাগ খোলার মাধ্যমে নির্গত হয়। অগ্রভাগের হাইড্রোডাইনামিক আকৃতি এবং আউটলেটের ব্যাসের আকার খুবই গুরুত্বপূর্ণ। ঢালাইয়ের পৃষ্ঠকে ঢেকে রাখার জন্য স্প্রে করা শিল্ডিং গ্যাস চালানোর জন্য এটি যথেষ্ট বড় হতে হবে, কিন্তু লেন্সটিকে কার্যকরভাবে রক্ষা করতে এবং ধাতব বাষ্প দূষণ বা লেন্সে ধাতব স্প্যাটারের ক্ষতি প্রতিরোধ করতে, অগ্রভাগের আকারও সীমিত করা উচিত। প্রবাহের হারও নিয়ন্ত্রণ করা উচিত, অন্যথায় শিল্ডিং গ্যাসের লেমিনার প্রবাহ অশান্ত হয়ে ওঠে এবং বায়ুমণ্ডল গলিত পুলের সাথে জড়িত হয়ে অবশেষে ছিদ্র তৈরি করে।

সুরক্ষা প্রভাব উন্নত করার জন্য, এছাড়াও উপলব্ধ অতিরিক্ত পাশ্বর্ীয় ফুঁ উপায়, যে, একটি ছোট ব্যাসের অগ্রভাগের মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট কোণে সরাসরি গভীর গলিত জোড় গর্তে প্রতিরক্ষামূলক গ্যাস হবে। শিল্ডিং গ্যাস শুধুমাত্র ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে প্লাজমা ক্লাউডকে দমন করে না, তবে গর্তের প্লাজমাতে এবং ছোট গর্তের গঠনের উপর প্রভাব ফেলে, ফিউশনের গভীরতা আরও বাড়িয়ে দেয় এবং কাঙ্খিত থেকে আরও গভীর এবং প্রশস্ত ওয়েল্ড সিম লাভ করে। যাইহোক, এই পদ্ধতিতে গ্যাস প্রবাহের আকার এবং দিকনির্দেশের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন, অন্যথায় এটি অশান্তি সৃষ্টি করা এবং গলিত পুলের ক্ষতি করা সহজ, যার ফলে ঢালাই প্রক্রিয়া স্থিতিশীল করা কঠিন।

6) লেন্স ফোকাল দৈর্ঘ্য। ঢালাই সাধারণত যেভাবে লেজার কনভারজেন্স, 63 ~ 254 মিমি (2.5 '~ 10') লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্যের সাধারণ পছন্দ ফোকাস করতে ব্যবহৃত হয়। ফোকাসড স্পট সাইজ ফোকাল লেন্থের সমানুপাতিক, ফোকাল লেন্থ যত কম, স্পট তত ছোট। কিন্তু ফোকাল দৈর্ঘ্য ফোকাল গভীরতাকেও প্রভাবিত করে, অর্থাৎ, ফোকাল দৈর্ঘ্যের সাথে ফোকাল গভীরতা একই সাথে বৃদ্ধি পায়, তাই সংক্ষিপ্ত ফোকাল দৈর্ঘ্য শক্তি ঘনত্বকে উন্নত করতে পারে, তবে ছোট ফোকাল গভীরতার কারণে, লেন্স এবং ওয়ার্কপিসের মধ্যে দূরত্ব অবশ্যই সঠিকভাবে বজায় রাখতে হবে, এবং গলে যাওয়া গভীরতা বড় নয়। ঢালাই প্রক্রিয়া এবং লেজার মোডের সময় উত্পন্ন স্প্যাটারের প্রভাবের কারণে, ফোকাসের সংক্ষিপ্ত গভীরতা ব্যবহার করে প্রকৃত ঢালাই আরও ফোকাল দৈর্ঘ্য 126 মিমি (5')। যখন সীম বড় হয় বা ওয়েল্ড সীমটি স্পট সাইজ বৃদ্ধি করে বাড়াতে হয়, তখন 254 মিমি ফোকাল দৈর্ঘ্যের একটি লেন্স (10, ' যা উচ্চতর পাওয়ারের ক্ষেত্রে 10, 10 ') নির্বাচন করা যেতে পারে। একটি গভীর গলিত ছোট গর্ত প্রভাব অর্জন করা প্রয়োজন.

যখন লেজারের শক্তি 2kW ছাড়িয়ে যায়, বিশেষত 10.6μm CO2 লেজার রশ্মির জন্য, অপটিক্যাল সিস্টেম গঠনের জন্য বিশেষ অপটিক্যাল উপাদান ব্যবহারের কারণে, ফোকাসিং লেন্সের অপটিক্যাল ক্ষতির ঝুঁকি এড়াতে, প্রায়শই প্রতিফলন ফোকাসিং পদ্ধতি বেছে নিন, সাধারণত প্রতিফলকের জন্য পালিশ করা তামার আয়না ব্যবহার করে। কার্যকরী শীতলকরণের কারণে, এটি প্রায়শই উচ্চ শক্তির লেজার রশ্মি ফোকাস করার জন্য সুপারিশ করা হয়।

7) ফোকাল পয়েন্ট অবস্থান। ঢালাই, পর্যাপ্ত শক্তি ঘনত্ব বজায় রাখার জন্য, ফোকাল পয়েন্ট অবস্থানটি গুরুত্বপূর্ণ। ওয়ার্কপিস পৃষ্ঠের সাপেক্ষে ফোকাল পয়েন্টের অবস্থানের পরিবর্তন সরাসরি জোড়ের প্রস্থ এবং গভীরতাকে প্রভাবিত করে। চিত্র 3 1018 স্টিলের গলিত এবং সীমের প্রস্থের গভীরতার উপর ফোকাল পয়েন্ট অবস্থানের প্রভাব দেখায়। বেশিরভাগ লেজার ওয়েল্ডিং অ্যাপ্লিকেশনে, ফোকাল পয়েন্টটি সাধারণত ওয়ার্কপিস পৃষ্ঠের নীচে গলে যাওয়ার কাঙ্খিত গভীরতার প্রায় 1/4 অবস্থানে থাকে।

8) লেজার মরীচি অবস্থান. লেজারের বিভিন্ন উপকরণ ঢালাই করার সময়, লেজার রশ্মির অবস্থান ঢালাইয়ের চূড়ান্ত গুণমান নিয়ন্ত্রণ করে, বিশেষ করে বাট জয়েন্টগুলির ক্ষেত্রে যা ল্যাপ জয়েন্টগুলির তুলনায় এটির প্রতি বেশি সংবেদনশীল। উদাহরণস্বরূপ, যখন শক্ত করা স্টিলের গিয়ারগুলিকে হালকা ইস্পাতের ড্রামে ঢালাই করা হয়, তখন লেজার রশ্মির অবস্থানের সঠিক নিয়ন্ত্রণ একটি প্রধানত কম কার্বন উপাদান সহ একটি ঢালাই উৎপাদনকে সহজতর করবে, যার ফাটল প্রতিরোধের আরও ভাল। কিছু অ্যাপ্লিকেশনে, ঢালাই করা ওয়ার্কপিসের জ্যামিতির জন্য লেজার রশ্মিকে একটি কোণ দ্বারা প্রতিবিম্বিত করা প্রয়োজন। যখন মরীচি অক্ষ এবং যৌথ সমতলের মধ্যে বিচ্যুতি কোণ 100 ডিগ্রির মধ্যে থাকে, তখন ওয়ার্কপিস দ্বারা লেজার শক্তির শোষণ প্রভাবিত হবে না।

9) লেজার শক্তি ঢালাই শুরু এবং শেষ বিন্দু ধীরে ধীরে বৃদ্ধি, ধীরে ধীরে পতন নিয়ন্ত্রণ. লেজার গভীর ফিউশন ঢালাই, জোড়ের গভীরতা নির্বিশেষে, ছোট গর্তের ঘটনা সর্বদা বিদ্যমান। ঢালাই প্রক্রিয়া শেষ হয়ে গেলে এবং পাওয়ার সুইচ বন্ধ হয়ে গেলে, ঢালাইয়ের শেষে একটি গর্ত দেখা দেবে। উপরন্তু, যখন লেজারের ঢালাই স্তরটি মূল ওয়েল্ডকে ঢেকে রাখে, তখন লেজার রশ্মির অত্যধিক শোষণ হবে, যার ফলে ওয়েল্ডের অতিরিক্ত উত্তাপ বা ছিদ্র হয়।

উপরোক্ত ঘটনাগুলি প্রতিরোধ করার জন্য, পাওয়ার স্টার্ট এবং স্টপ পয়েন্টগুলিকে প্রোগ্রাম করা যেতে পারে যাতে পাওয়ার শুরু এবং থামার সময়গুলি সামঞ্জস্যযোগ্য হয়ে ওঠে, অর্থাৎ স্টার্টিং পাওয়ার ইলেকট্রনিকভাবে শূন্য থেকে সেট পাওয়ার মান পর্যন্ত স্বল্প সময়ের মধ্যে বৃদ্ধি করা হয় এবং ওয়েল্ডিং সময় সামঞ্জস্য করা হয় এবং অবশেষে ওয়েল্ডিং মেয়াদে যখন ওয়েল্ডিং করা হয় তখন শক্তি ধীরে ধীরে সেট পাওয়ার থেকে শূন্যের মান পর্যন্ত হ্রাস পায়।