Samanburður á suðuáhrifum leysigeisla með mismunandi kjarnaþvermál

Lasersuðuer hægt að ná með því að nota samfellda eða púlsaða leysigeisla. Meginreglurnar umleysissuðuMá skipta í varmaleiðnisuðu og leysigeisladjúpsuðu. Þegar aflþéttleikinn er minni en 104~105 W/cm2 er um varmaleiðnisuðu að ræða. Á þessum tíma er dýptin grunn og suðuhraðinn hægur; þegar aflþéttleikinn er meiri en 105~107 W/cm2 verður málmyfirborðið íhvolft í „holur“ vegna hita, sem myndar djúpa innrásarsuðu, sem hefur eiginleika eins og hraðsuðuhraða og stórt hlutfall. Meginreglan um varmaleiðnileysissuðuer: leysigeislun hitar yfirborðið sem á að vinna úr og yfirborðshitinn dreifist inn í umhverfið með varmaleiðni. Með því að stjórna leysibreytum eins og púlsbreidd leysis, orku, hámarksafli og endurtekningartíðni er vinnustykkið brætt til að mynda ákveðna bráðna poll.

Djúpsuðu með leysigeisla notar almennt samfelldan leysigeisla til að ljúka tengingu efna. Málmfræðilegt ferli þess er mjög svipað og rafeindasuðu, það er að segja, orkubreytingarferlið er lokið með „lykilgat“ uppbyggingu.

Undir leysigeislun með nægilega mikilli aflþéttleika gufar efnið upp og lítil göt myndast. Þetta litla gat, fyllt með gufu, er eins og svartur hlutur sem gleypir næstum alla orku geislans sem fellur á. Jafnvægishitastigið í gatinu nær um 2500°F.°C. Hiti flyst frá ytri vegg háhitaholunnar, sem veldur því að málmurinn í kringum hana bráðnar. Litla gatið fyllist af háhita gufu sem myndast við stöðuga uppgufun veggefnisins undir geislun geislans. Veggir litla gatsins eru umkringdir bráðnu málmi og fljótandi málmurinn er umkringdur föstu efni (í flestum hefðbundnum suðuferlum og leysissuðu er orkan fyrst sett á yfirborð vinnustykkisins og síðan flutt inn í með flutningi). Vökvaflæðið utan gatveggsins og yfirborðsspenna vegglagsins eru í fasa við stöðugt myndaðan gufuþrýsting í gatholinu og viðhalda kraftmiklu jafnvægi. Ljósgeislinn fer stöðugt inn í litla gatið og efnið utan litla gatsins flæðir stöðugt. Þegar ljósgeislinn hreyfist er litla gatið alltaf í stöðugu flæðiástandi.

Það er að segja, litla gatið og bræddi málmurinn sem umlykur gatvegginn færast áfram með áframhraða stýrigeislans. Bræddi málmurinn fyllir bilið sem myndast eftir að litla gatið er fjarlægt og þéttist í samræmi við það, og suðan myndast. Allt þetta gerist svo hratt að suðuhraðinn getur auðveldlega náð nokkrum metrum á mínútu.

Eftir að hafa skilið grunnhugtökin um aflþéttleika, varmaleiðni-suðu og djúpsuðu, munum við næst framkvæma samanburðargreiningu á aflþéttleika og málmfræðilegum fasa mismunandi kjarnaþvermáls.

Samanburður á suðutilraunum byggðum á algengum kjarnaþvermálum leysigeisla á markaðnum:

Orkuþéttleiki brennipunktsstöðu leysigeisla með mismunandi kjarnaþvermál

Frá sjónarhóli aflþéttleika, við sama afl, því minni sem kjarninn er, því meiri er birta leysisins og því meiri einbeiting verður orkan. Ef leysirinn er borinn saman við beittan hníf, því minni sem kjarninn er, því beittari er leysirinn. Aflþéttleiki leysis með kjarnaþvermál 14µm er meira en 50 sinnum meiri en leysis með kjarnaþvermál 100µm og vinnslugetan er sterkari. Á sama tíma er aflþéttleikinn sem reiknaður er hér aðeins einfaldur meðalþéttleiki. Raunveruleg orkudreifing er nálgun á Gauss-dreifingu og miðorkan verður nokkrum sinnum meðalaflþéttleikinn.

Skýringarmynd af dreifingu leysiorku með mismunandi kjarnaþvermáli

Liturinn á orkudreifingarritinu er orkudreifingin. Því rauðari sem liturinn er, því meiri er orkan. Rauða orkan er sá staður þar sem orkan er einbeitt. Með því að skoða orkudreifingu leysigeisla með mismunandi kjarnaþvermál má sjá að framhlið leysigeislans er ekki skörp og leysigeislinn er skarpari. Því minni sem orkan er einbeittari á einum punkti, því skarpari er hún og því sterkari er gegndræpi hennar.

Samanburður á suðuáhrifum leysigeisla með mismunandi kjarnaþvermál

Samanburður á leysigeislum með mismunandi kjarnaþvermál:

(1) Tilraunin notar 150 mm/s hraða, fókusstöðusuðu og efnið er 1. seríu ál, 2 mm þykkt;

(2) Því stærri sem kjarnaþvermálið er, því meiri er bræðslubreiddin, því stærra er hitaáhrifasvæðið og því minni er aflþéttleiki einingarinnar. Þegar kjarnaþvermálið er meira en 200µm er ekki auðvelt að ná djúpsuðu á hávirkum málmblöndum eins og áli og kopar, og meiri djúpsuðu er aðeins hægt að ná með mikilli afli.

(3) Lítilkjarna leysir hafa mikla aflþéttleika og geta fljótt borað lykilgöt á yfirborð efna með mikilli orku og litlum hitaáhrifasvæðum. Hins vegar er yfirborð suðunnar hrjúft og líkurnar á að lykilgöt falli saman eru miklar við lághraða suðu og lykilgatið er lokað meðan á suðuferlinu stendur. Hringrásin er löng og gallar eins og gallar og svigrúm eru líklegri til að myndast. Það er hentugt fyrir háhraða vinnslu eða vinnslu með sveiflubraut;

(4) Leysir með stórum kjarnaþvermál hafa stærri ljósbletti og dreifðari orku, sem gerir þá hentugri fyrir endurbræðslu, klæðningu, glæðingu og önnur ferli með leysi.