Samspil leysigeisla og efna felur í sér marga eðlisfræðilega fyrirbæri og eiginleika. Í næstu þremur greinum verða þrjú helstu eðlisfræðilegu fyrirbærin sem tengjast leysigeislasuðuferlinu kynnt til að veita samstarfsmönnum skýrari skilning á...leysissuðuferli: skipt í leysigeislunarhraða og breytingar á ástandi, plasma og lykilgatáhrif. Að þessu sinni munum við uppfæra tengslin milli breytinga á ástandi leysis og efna og frásogshraða.
Breytingar á efnisástandi vegna víxlverkunar milli leysigeisla og efna
Leysigeislun á málmefnum byggist aðallega á varmavinnslu ljósvarmaáhrifa. Þegar leysigeislun er beitt á yfirborð efnisins munu ýmsar breytingar eiga sér stað á yfirborðsflatarmáli efnisins við mismunandi aflþéttleika. Þessar breytingar fela í sér hækkun yfirborðshita, bráðnun, uppgufun, lykilgatamyndun og plasmamyndun. Ennfremur hafa breytingar á efnislegu ástandi efnisyfirborðsins mikil áhrif á frásog efnisins á leysigeisla. Með aukinni aflþéttleika og verkunartíma mun málmefnið gangast undir eftirfarandi breytingar á ástandi:
ÞegarleysirkrafturÞéttleiki er lágur (<10 ^ 4w/cm ^ 2) og geislunartíminn er stuttur, leysigeislunin sem málmurinn gleypir getur aðeins valdið því að hitastig efnisins hækkar frá yfirborðinu að innan, en fasta fasinn helst óbreyttur. Það er aðallega notað til hlutaglæðingar og fasaumbreytingarherðingar, þar sem verkfæri, gírar og legur eru að mestu leyti notaðir;
Með aukinni aflþéttleika leysigeislans (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm^2) og lengingu á geislunartíma bráðnar yfirborð efnisins smám saman. Þegar inntaksorkan eykst færist yfirborð vökva og fasts efnis smám saman nær dýpri hluta efnisins. Þetta eðlisfræðilega ferli er aðallega notað til endurbræðslu á yfirborði, málmblöndun, klæðningar og varmaleiðni suðu á málmum.
Með því að auka aflþéttleikann enn frekar (>10 ^ 6w/cm ^ 2) og lengja virknitíma leysigeislans, bráðnar yfirborð efnisins ekki aðeins heldur gufar það einnig upp og gufuðu efnin safnast fyrir nálægt yfirborði efnisins og jónast veikt til að mynda plasma. Þetta þunna plasma hjálpar efninu að gleypa leysigeislann; Undir þrýstingi gufu og útþenslu aflagast vökvayfirborðið og myndar holur. Þetta stig er hægt að nota til leysigeislasuðu, venjulega í varmaleiðni-suðu á örtengingum innan við 0,5 mm.
Með því að auka orkuþéttleikann enn frekar (>10 ^ 7w/cm ^ 2) og lengja geislunartímann, verður yfirborð efnisins fyrir mikilli gufumyndun og myndar plasma með mikilli jónunargráðu. Þetta þétta plasma hefur skjöldandi áhrif á leysigeislann og dregur verulega úr orkuþéttleika leysigeislans sem fellur á efnið. Á sama tíma, undir miklum gufuviðbragðskrafti, myndast lítil göt, almennt þekkt sem lykilgöt, inni í brædda málminum. Tilvist lykilgata er gagnleg fyrir efnið til að taka upp leysigeisla og þetta stig er hægt að nota til djúpsuðu með leysi, skurðar og borunar, höggherðunar o.s.frv.
Við mismunandi aðstæður munu mismunandi bylgjulengdir leysigeislunar á mismunandi málmefnum leiða til ákveðinna gilda fyrir aflþéttleika á hverju stigi.
Hvað varðar uppgufun leysigeisla af völdum efna, þá er uppgufun efna takmörk. Þegar efni gufar ekki upp, hvort sem er í föstu eða fljótandi formi, breytist uppgötvun þess á leysigeisla aðeins hægt með hækkandi yfirborðshita; þegar efnið gufar upp og myndar plasma og lykilgöt, mun uppgötvun efnisins á leysigeisla skyndilega breytast.
Eins og sést á mynd 2 er frásogshraði leysigeislans á yfirborði efnisins við leysissuðu breytilegur eftir aflþéttleika leysigeislans og yfirborðshita efnisins. Þegar efnið er ekki bráðið eykst frásogshraði efnisins í leysigeislann hægt og rólega með hækkandi yfirborðshita efnisins. Þegar aflþéttleikinn er meiri en (10 ^ 6w/cm ^ 2) gufar efnið upp harkalega og myndar lykilgat. Leysigeislinn fer inn í lykilgatið til að endurspegla og frásogast margfalt, sem leiðir til verulegrar aukningar á frásogshraði efnisins í leysigeislann og verulegrar aukningar á bræðsludýpt.
Frásog leysigeisla af málmefnum - bylgjulengd
Myndin hér að ofan sýnir sambandsferilinn milli endurskins, gleypni og bylgjulengdar algengra málma við stofuhita. Í innrauðu svæðinu minnkar gleypnihraðinn og endurskinið eykst með aukinni bylgjulengd. Flestir málmar endurkasta sterkt innrauðu ljósi með bylgjulengd 10,6 µm (CO2) en veikt innrauðu ljósi með bylgjulengd 1,06 µm (1060 nm). Málmefni hafa hærri gleypnihraða fyrir leysigeisla með stuttum bylgjulengdum, svo sem bláum og grænum ljósi.
Frásog leysigeisla af málmefnum - efnishitastig og orkuþéttleiki leysigeisla
Ef við tökum ál sem dæmi, þegar efnið er fast, er leysigeislunarhraðinn um 5-7%, vökvagleypnihraðinn er allt að 25-35% og getur náð yfir 90% í lykilgatástandi.
Frásogshraði efnisins í leysigeislanum eykst með hækkandi hitastigi. Frásogshraði málmefna við stofuhita er mjög lágur. Þegar hitastigið nær bræðslumarki getur frásogshraði þess náð 40% ~ 60%. Ef hitastigið er nálægt suðumarki getur frásogshraði þess náð allt að 90%.
Frásog leysigeisla af málmefnum - Yfirborðsástand
Hefðbundin frásogshraði er mæld með sléttu málmyfirborði, en í hagnýtum notkun leysihitunar er venjulega nauðsynlegt að auka frásogshraða ákveðinna efna með mikla endurskinskraft (ál, kopar) til að forðast falska lóðun af völdum mikillar endurskins;
Eftirfarandi aðferðir má nota:
1. Með því að samþykkja viðeigandi forvinnsluaðferðir á yfirborði til að bæta endurskinsgetu leysigeislans: oxun frumgerða, sandblástur, leysigeislahreinsun, nikkelhúðun, tinhúðun, grafíthúðun o.s.frv. geta öll bætt frásogshraða efnisins frá leysigeislanum;
Kjarninn er að auka grófleika yfirborðs efnisins (sem stuðlar að endurspeglun og frásogi margra leysigeisla), sem og að auka frásogshraða húðunarefnisins. Með því að taka upp leysigeislaorku og bræða hana og gufa upp í gegnum efni með mikla frásogshraða, er leysigeislahiti fluttur til grunnefnisins til að bæta frásogshraða efnisins og draga úr sýndarsuðu sem stafar af mikilli endurspeglun.
Birtingartími: 23. nóvember 2023
