Myndun og þróun skráargata:
Skráargatsskilgreining: Þegar geislunargeislunin er meiri en 10 ^ 6W/cm ^ 2 bráðnar yfirborð efnisins og gufar upp undir áhrifum leysis. Þegar uppgufunarhraðinn er nógu mikill, er myndaður gufuhringþrýstingur nægjanlegur til að sigrast á yfirborðsspennu og vökvaþyngd fljótandi málmsins, þannig að hluta af fljótandi málmnum tilfærist, sem veldur því að bráðnu laugin á örvunarsvæðinu sökkvi og myndar litlar gryfjur. ; Ljósgeislinn verkar beint á botn litlu gryfjunnar, sem veldur því að málmurinn bráðnar frekar og gasnar. Háþrýstigufa heldur áfram að þvinga fljótandi málminn neðst í gröfinni til að flæða í átt að jaðri bráðnu laugarinnar og dýpkar enn frekar litla holuna. Þetta ferli heldur áfram og myndar að lokum skráargat eins og gat í fljótandi málminn. Þegar málmgufuþrýstingurinn sem myndast af leysigeislanum í litla gatinu nær jafnvægi við yfirborðsspennu og þyngdarafl fljótandi málmsins, dýpkar litla gatið ekki lengur og myndar dýpt stöðugt lítið gat, sem er kallað „smáholaáhrif“. .
Þegar leysigeislinn hreyfist miðað við vinnustykkið sýnir litla gatið örlítið afturábak bogna framhlið og greinilega hallandi öfugsnúinn þríhyrning að aftan. Frambrún litla gatsins er aðgerðasvæði leysisins, með háum hita og háum gufuþrýstingi, en hitastigið meðfram bakbrúninni er tiltölulega lágt og gufuþrýstingurinn er lítill. Við þennan þrýstings- og hitamun flæðir bráðinn vökvi um litla gatið frá framendanum að afturendanum, myndar hringiðu í afturenda litla gatsins og storknar að lokum við bakbrúnina. Kraftmikið ástand skráargatsins sem fæst með leysihermi og raunverulegri suðu er sýnt á myndinni hér að ofan, Formgerð lítilla hola og flæði nærliggjandi bráðins vökva á ferðalagi á mismunandi hraða.
Vegna tilvistar lítilla hola kemst leysigeislaorkan inn í efnið og myndar þennan djúpa og mjóa suðusaum. Dæmigerð þversniðsformgerð leysissuðusaumsins með djúpum skarpskyggni er sýnd á myndinni hér að ofan. Skurðdýpt suðusaumsins er nálægt dýpt skráargatsins (til að vera nákvæmur, málmlagið er 60-100um dýpra en skráargatið, einu vökvalagi minna). Því hærra sem leysirorkuþéttleiki er, því dýpra er litla gatið og því meiri dýpt suðusaumsins. Í aflmikilli leysisuðu getur hámarksdýpt og breidd hlutfall suðusaumsins orðið 12:1.
Greining á upptöku áleysir orkavið skráargat
Áður en lítil holur og plasma myndast er orka leysisins aðallega send til innra hluta vinnustykkisins með hitaleiðni. Suðuferlið tilheyrir leiðandi suðu (með skarpskyggni sem er minna en 0,5 mm) og frásogshraði efnisins á leysinum er á bilinu 25-45%. Þegar skráargatið hefur myndast frásogast orka leysisins aðallega af innra hluta vinnustykkisins í gegnum skráargatsáhrifin og suðuferlið verður djúpsuðu (með skarpskyggni sem er meira en 0,5 mm), frásogshraðinn getur náð yfir 60-90%.
Skráargatsáhrifin gegna afar mikilvægu hlutverki við að auka frásog leysis við vinnslu eins og leysisuðu, skurð og borun. Lasergeislinn sem fer inn í skráargatið frásogast næstum alveg í gegnum margar endurkast frá gataveggnum.
Almennt er talið að orkugleypni leysir inni í skráargatinu feli í sér tvo ferla: öfuga frásog og Fresnel frásog.
Þrýstijafnvægi inni í skráargati
Við djúpsuðu með leysigeisla fer efnið í gegnum mikla uppgufun og þensluþrýstingurinn sem myndast af háhitagufu rekur fljótandi málminn út og myndar lítil göt. Auk gufuþrýstings og brottnámsþrýstings (einnig þekktur sem uppgufunarviðbragðskraftur eða hrökkþrýstings) efnisins, eru einnig yfirborðsspenna, vökvastöðuþrýstingur af völdum þyngdaraflsins og vökvaþrýstingur sem myndast við flæði bráðins efnis inn í lítið gat. Af þessum þrýstingi heldur aðeins gufuþrýstingur við opnun litla gatsins, en hinir þrír kraftarnir leitast við að loka litlu gatinu. Til að viðhalda stöðugleika skráargatsins meðan á suðuferlinu stendur verður gufuþrýstingurinn að vera nægjanlegur til að sigrast á annarri mótstöðu og ná jafnvægi og viðhalda langtímastöðugleika skráargatsins. Til einföldunar er almennt talið að kraftarnir sem verka á skráargatsvegginn séu aðallega brottnámsþrýstingur (málmgufuhringþrýstingur) og yfirborðsspenna.
Óstöðugleiki Skráargats
Bakgrunnur: Laser verkar á yfirborð efna og veldur því að mikið magn af málmi gufar upp. Bakþrýstingurinn þrýstir niður á bráðnu laugina og myndar skráargöt og plasma, sem leiðir til aukinnar bræðsludýptar. Á meðan á flutningi stendur lendir leysirinn á framvegg skráargatsins og staðan þar sem leysirinn snertir efnið mun valda mikilli uppgufun efnisins. Á sama tíma mun skráargatsveggurinn verða fyrir massatapi og uppgufunin myndar hrökkþrýsting sem mun þrýsta niður á fljótandi málminn, sem veldur því að innri vegg skráargatsins sveiflast niður og færist um botn skráargatsins í átt að skráargatinu. bak við bráðnu laugina. Vegna sveiflunnar á fljótandi bráðnu lauginni frá framveggnum að bakveggnum breytist rúmmálið inni í skráargatinu stöðugt, innri þrýstingur skráargatsins breytist einnig í samræmi við það, sem leiðir til breytinga á rúmmáli plasma sem úðað er út. . Breytingin á plasmarúmmáli leiðir til breytinga á hlífðarvörn, ljósbroti og frásog leysirorku, sem leiðir til breytinga á orku leysisins sem nær til yfirborðs efnisins. Allt ferlið er kraftmikið og reglubundið, sem leiðir að lokum til sagtannalaga og bylgjulaga málms, og það er engin slétt jöfn gegnumsuðu. Myndin hér að ofan er þverskurðarmynd af miðju suðunnar sem fæst með lengdarskurði samsíða miðju suðu, auk rauntímamælingar á skráargatsdýptarbreytingu umIPG-LDD sem sönnunargagn.
Bættu stöðugleikastefnu skráargatsins
Við leysissuðu er aðeins hægt að tryggja stöðugleika litla holunnar með kraftmiklu jafnvægi ýmissa þrýstings inni í holunni. Hins vegar er frásog leysirorku af holuveggnum og uppgufun efna, útstreymi málmgufu fyrir utan litla holuna og áframhreyfing litla holunnar og bráðnu laugarinnar allt mjög ákafur og hröð ferli. Við ákveðnar vinnsluaðstæður, á ákveðnum augnablikum meðan á suðuferlinu stendur, er möguleiki á að stöðugleiki litla holunnar geti raskast á staðnum, sem leiðir til suðugalla. Dæmigert og algengast eru gallar í gropum af litlum holum og skvettum af völdum skráargatshruns;
Svo hvernig á að koma á stöðugleika í skráargatinu?
Sveifla skrágatavökva er tiltölulega flókin og felur í sér of marga þætti (hitasvið, flæðisvið, kraftsvið, ljóseðlisfræði), sem má einfaldlega draga saman í tvo flokka: sambandið milli yfirborðsspennu og málmgufuhringþrýstings; Bakþrýstingur málmgufu hefur bein áhrif á myndun skráargata, sem er nátengt dýpt og rúmmáli skráargatanna. Á sama tíma, sem eina efnið sem hreyfist upp á við af málmgufu í suðuferlinu, er það einnig nátengt tilviki skvetta; Yfirborðsspenna hefur áhrif á flæði bráðnu laugarinnar;
Þannig að stöðugt leysisuðuferli veltur á því að viðhalda dreifingarhalla yfirborðsspennu í bráðnu lauginni, án of mikillar sveiflu. Yfirborðsspenna tengist hitadreifingu og hitadreifing tengist hitagjafa. Þess vegna eru samsett hitagjafi og sveiflusuðu hugsanlegar tæknilegar leiðbeiningar fyrir stöðugt suðuferli;
Málmgufan og skráargatsrúmmálið þarf að huga að plasmaáhrifum og stærð skráargatsopsins. Því stærra sem opið er, því stærra skráargatið og hverfandi sveiflur í botnpunkti bræðslulaugarinnar, sem hafa tiltölulega lítil áhrif á heildarmagn skráargatsins og innri þrýstingsbreytingar; Þannig að stillanlegur hringhamur leysir (hringlaga blettur), leysiboga endursamsetning, tíðni mótun, osfrv eru allar áttir sem hægt er að stækka.
Pósttími: Des-01-2023
