Í samanburði við hefðbundna suðutækni,laser suðuhefur óviðjafnanlega kosti í suðu nákvæmni, skilvirkni, áreiðanleika, sjálfvirkni og öðrum þáttum. Á undanförnum árum hefur það þróast hratt á sviði bifreiða, orku, rafeindatækni og annarra sviða, og er talið vera ein vænlegasta framleiðslutækni 21. aldarinnar.
1. Yfirlit yfir tvöfalda geislalaser suðu
Tvöfaldur geislilaser suðuer að nota sjónrænar aðferðir til að aðskilja sama leysirinn í tvo aðskilda ljósgeisla til suðu, eða að nota tvær mismunandi gerðir af leysir til að sameina, svo sem CO2 leysir, Nd: YAG leysir og afl hálfleiðara leysir. Allt er hægt að sameina. Það var aðallega lagt til að leysa aðlögunarhæfni leysisuðu að samsetningarnákvæmni, bæta stöðugleika suðuferlisins og bæta gæði suðunnar. Tvöfaldur geislilaser suðugetur á þægilegan og sveigjanlegan hátt stillt suðuhitasviðið með því að breyta geislaorkuhlutfalli, geislabili og jafnvel orkudreifingarmynstri leysigeislanna tveggja, breyta tilvistarmynstri skráargatsins og flæðimynstur fljótandi málms í bráðnu lauginni. Veitir meira úrval af suðuferlum. Það hefur ekki aðeins kosti stóralaser suðuskarpskyggni, hraður hraði og mikil nákvæmni, en hentar einnig fyrir efni og samskeyti sem erfitt er að sjóða með hefðbundnumlaser suðu.
Fyrir tvöfalda geislalaser suðu, Við ræðum fyrst útfærsluaðferðir tvígeisla leysir. Alhliða bókmenntir sýna að það eru tvær meginleiðir til að ná tvígeislasuðu: sendingarfókus og endurskinsfókus. Nánar tiltekið, einn er náð með því að stilla horn og bil tveggja leysir í gegnum fókus spegla og collimating spegla. Hinu er náð með því að nota leysigjafa og fókusa síðan í gegnum endurkastsspegla, straumspegla og fleyglaga spegla til að ná fram tvöföldum geislum. Fyrir fyrstu aðferðina eru aðallega þrjú form. Fyrsta formið er að tengja tvo leysigeisla í gegnum ljósleiðara og skipta þeim í tvo mismunandi geisla undir sama samkvæmisspegli og fókusspegli. Annað er að tveir leysir gefa út leysigeisla í gegnum sitt hvora suðuhaus og tvöfaldur geisli myndast með því að stilla staðbundna stöðu suðuhausanna. Þriðja aðferðin er sú að leysigeislanum er fyrst skipt í gegnum tvo spegla 1 og 2 og síðan fókusað með tveimur fókusspeglum 3 og 4 í sömu röð. Hægt er að stilla stöðu og fjarlægð milli brennipunktanna tveggja með því að stilla hornin á fókusspeglunum tveimur 3 og 4. Önnur aðferðin er að nota solid-state leysir til að kljúfa ljósið til að ná fram tvöföldum geislum og stilla hornið og bil í gegnum sjónarhornsspegil og fókusspegil. Síðustu tvær myndirnar í fyrstu röðinni fyrir neðan sýna litrófskerfi CO2 leysis. Skipt er um flata spegilinn fyrir fleyglaga spegil og hann settur fyrir framan fókusspegilinn til að kljúfa ljósið til að fá samhliða ljós með tvöföldum geisla.
Eftir að hafa skilið framkvæmd tvöfaldra geisla, skulum við kynna stuttlega suðureglurnar og aðferðirnar. Í tvöföldu geislalaser suðuferli, það eru þrjár algengar geislafyrirkomulag, nefnilega raðfyrirkomulag, samhliða fyrirkomulag og blendingsfyrirkomulag. dúk, það er að segja að það er fjarlægð bæði í suðustefnu og lóðréttri suðustefnu. Eins og sýnt er í síðustu röð myndarinnar, í samræmi við mismunandi lögun lítilla hola og bræddra lauga sem birtast undir mismunandi blettabili meðan á raðsuðuferlinu stendur, er hægt að skipta þeim frekar í stakar bræðslur. Það eru þrjú ríki: laug, sameiginleg bráðin laug og aðskilin bráðin laug. Eiginleikar einnar bráðnar laugar og aðskildrar bráðinnar laugar eru svipaðar og einnarlaser suðu, eins og sýnt er á tölulegu uppgerðinni. Það eru mismunandi ferliáhrif fyrir mismunandi gerðir.
Tegund 1: Undir ákveðnu blettabili mynda tvö geislalykilgöt sameiginlegt stórt skráargat í sömu bráðnu lauginni; fyrir tegund 1 er greint frá því að einn ljósgeisli sé notaður til að búa til lítið gat og hinn ljósgeislinn er notaður til suðuhitameðferðar, sem getur á áhrifaríkan hátt bætt byggingareiginleika hákolefnisstáls og álstáls.
Tegund 2: Auka blettabilið í sömu bráðnu lauginni, aðskilja tvo geisla í tvö sjálfstæð skráargöt og breyta flæðimynstri bræddu laugarinnar; fyrir tegund 2 jafngildir virkni þess tveggja rafeindageislasuðu, Dregur úr suðusúði og óreglulegum suðu við viðeigandi brennivídd.
Tegund 3: Auka blettabilið enn frekar og breyta orkuhlutfalli beggja geislanna, þannig að annar af tveimur geislunum er notaður sem hitagjafi til að framkvæma forsuðu eða eftirsuðuvinnslu meðan á suðuferlinu stendur og hinn geislinn er notað til að mynda lítil göt. Fyrir tegund 3 kom í ljós að tveir geislar mynda skráargat, litla gatið er ekki auðvelt að falla saman og suðuna er ekki auðvelt að framleiða svitahola.
2. Áhrif suðuferlis á suðugæði
Áhrif raðgeisla-orkuhlutfalls á myndun suðusauma
Þegar leysiraflið er 2kW, suðuhraðinn er 45 mm/s, fókusmagnið er 0 mm og geislabilið er 3 mm, er lögun suðuyfirborðsins þegar skipt er um RS (RS= 0,50, 0,67, 1,50, 2,00) eins og sýnt á myndinni. Þegar RS=0,50 og 2,00 er suðudæld í meira mæli og meira skvetta er á suðubrúninni, án þess að mynda regluleg fiskhreisturmynstur. Þetta er vegna þess að þegar geislaorkuhlutfallið er of lítið eða of stórt, þá er leysiorkan of einbeitt, sem veldur því að leysigatið sveiflast alvarlegra meðan á suðuferlinu stendur, og hrökkþrýstingur gufunnar veldur útkasti og skvettum á bráðnu. laug málmur í bráðnu lauginni; Of mikill varmainntak veldur því að inndælingardýpt bráðnu laugarinnar á álhliðinni er of stór, sem veldur lægð undir áhrifum þyngdaraflsins. Þegar RS=0,67 og 1,50 er fiskhreisturmynstrið á suðuyfirborðinu einsleitt, suðuformið fallegra og engar sjáanlegar heitar suðusprungur, svitaholur og aðrir suðugallar á suðuyfirborðinu. Þversniðsform suðunna með mismunandi geislaorkuhlutföllum RS eru eins og sýnt er á myndinni. Þverskurður suðunna er í dæmigerðu „vínglasformi“, sem gefur til kynna að suðuferlið sé framkvæmt í djúpsuðu með leysisuðu. RS hefur mikilvæg áhrif á dýpt P2 suðunnar á álhliðinni. Þegar geislaorkuhlutfallið RS=0,5 er P2 1203,2 míkron. Þegar geislaorkuhlutfallið er RS=0,67 og 1,5 minnkar P2 verulega, sem eru 403,3 míkron og 93,6 míkron í sömu röð. Þegar geislaorkuhlutfallið er RS=2 er suðudýpt suðuþversniðsins 1151,6 míkron.
Áhrif samhliða geislaorkuhlutfalls á myndun suðusaums
Þegar leysiraflið er 2,8kW, suðuhraðinn er 33mm/s, fókusmagnið er 0mm og geislabilið er 1mm, er suðuyfirborðið fengið með því að breyta geislaorkuhlutfallinu (RS=0,25, 0,5, 0,67, 1,5 , 2, 4) Útlitið er sýnt á myndinni. Þegar RS=2 er hreisturmynstrið á yfirborði suðunnar tiltölulega óreglulegt. Yfirborð suðunnar sem fæst með hinum fimm mismunandi geislaorkuhlutföllum er vel myndað og engir sjáanlegir gallar eins og svitaholur og skvettur. Þess vegna, samanborið við serial dual-geislalaser suðu, suðuyfirborðið sem notar samhliða tvöfalda geisla er einsleitara og fallegra. Þegar RS=0,25 er smá dæld í suðunni; þegar geislaorkuhlutfallið eykst smám saman (RS=0,5, 0,67 og 1,5), er yfirborð suðunnar einsleitt og engin dæld myndast; hins vegar þegar geislaorkuhlutfallið eykst enn frekar ( RS=1,50, 2,00), en það eru lægðir á yfirborði suðunnar. Þegar geislaorkuhlutfallið RS=0,25, 1,5 og 2 er þversniðsform suðunnar „vínglaslaga“; þegar RS=0,50, 0,67 og 1 er þversniðsform suðunnar „trektlaga“. Þegar RS=4 myndast ekki aðeins sprungur neðst á suðu heldur einnig myndast nokkrar svitaholur í miðju og neðri hluta suðunnar. Þegar RS=2 koma fram stórar vinnsluholur inni í suðunni en engar sprungur koma fram. Þegar RS=0,5, 0,67 og 1,5 er suðudýpt P2 á álhliðinni minni, þversnið suðunnar er vel myndað og engir augljósir suðugalla myndast. Þetta sýnir að geislaorkuhlutfallið við samhliða tvígeisla leysisuðu hefur einnig mikilvæg áhrif á suðugengni og suðugalla.
Samhliða geisli – áhrif geislabils á myndun suðusauma
Þegar leysiraflið er 2,8kW, suðuhraðinn er 33mm/s, fókusmagnið er 0mm og geislaorkuhlutfallið RS=0,67, breyttu geislabilinu (d=0,5mm, 1mm, 1,5mm, 2mm) til að fá formgerð suðuyfirborðsins eins og myndin sýnir. Þegar d = 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm er yfirborð suðunnar slétt og flatt og lögunin er falleg; fiskhreisturmynstur suðunnar er reglulegt og fallegt og engar sjáanlegar svitaholur, sprungur og aðrir gallar. Þess vegna, við fjögur geislabilsskilyrði, er suðuyfirborðið vel myndað. Að auki, þegar d=2 mm, myndast tvær mismunandi suðu, sem sýnir að tveir samhliða leysigeislar virka ekki lengur á bráðnu laug, og geta ekki myndað áhrifaríka tvígeisla leysir blendingssuðu. Þegar geislabilið er 0,5 mm er suðulagið „trektlaga“, gegnumdýpt P2 suðunnar á álhliðinni er 712,9 míkron og það eru engar sprungur, svitahola og aðrir gallar inni í suðunni. Eftir því sem geislabilið heldur áfram að aukast minnkar skarpskyggni P2 suðunnar á álhliðinni verulega. Þegar geislabilið er 1 mm er dýpt suðunnar á álhliðinni aðeins 94,2 míkron. Eftir því sem geislabilið eykst enn frekar myndar suðurnar ekki skilvirka gegnumgang á álhliðinni. Þess vegna, þegar geislabilið er 0,5 mm, eru tvígeisla endursamsetningaráhrifin best. Þegar geislabilið eykst minnkar suðuhitainntakið verulega og tveggja geisla leysir endursamsetningaráhrifin verða smám saman verri.
Munurinn á formgerð suðu stafar af mismunandi flæði og kælingu storknun bráðnu laugarinnar meðan á suðuferlinu stendur. Tölulega uppgerð aðferðin getur ekki aðeins gert streitugreininguna á bráðnu lauginni leiðandi heldur einnig dregið úr tilraunakostnaði. Myndin hér að neðan sýnir breytingar á hliðarbræðslulauginni með einum geisla, mismunandi uppröðun og blettabili. Helstu niðurstöður eru: (1) Meðan á eingeisla stendurlaser suðuferli, dýpt bráðnu laugarholsins er dýpsta, það er fyrirbæri um holuhrun, holuveggurinn er óreglulegur og flæðisviðsdreifing nálægt holuveggnum er ójöfn; nálægt bakfleti bræddu laugarinnar. Endurstreymi er sterkt og það er uppflæði neðst á bræddu lauginni; flæðisviðsdreifing yfirborðsbræddu laugarinnar er tiltölulega jöfn og hæg og breidd bræddu laugarinnar er ójöfn eftir dýptarstefnunni. Það er truflun af völdum bakslagsþrýstings veggja í bráðnu lauginni á milli litlu holanna í tvígeislalaser suðu, og það er alltaf til í dýptarstefnu litlu holanna. Þegar fjarlægðin milli beggja geislanna heldur áfram að aukast, breytist orkuþéttleiki geislans smám saman úr einum toppi yfir í tvöfalt toppástand. Það er lágmarksgildi á milli tveggja toppa og orkuþéttleiki minnkar smám saman. (2) Fyrir tvöfalda geislalaser suðu, þegar blettabilið er 0-0,5 mm minnkar dýpt litlu holanna í bráðnu lauginni lítillega og heildarflæðishegðun bræddu laugarinnar er svipuð og eins geisla.laser suðu; þegar punktabilið er yfir 1 mm eru litlu götin alveg aðskilin og meðan á suðuferlinu stendur Það er nánast engin samspil á milli leysiranna tveggja, sem jafngildir tveimur samfelldum/tveimur samsíða eins geisla leysisuðu með 1750W afli. Það eru nánast engin forhitunaráhrif og flæðishegðun bræddu laugarinnar er svipuð og eins geisla leysisuðu. (3) Þegar blettabilið er 0,5-1 mm er veggyfirborð litlu holanna flatara í tveimur fyrirkomulagi, dýpt litlu holanna minnkar smám saman og botninn aðskilur smám saman. Truflun á milli litlu holanna og flæðis bræddu laugarinnar er 0,8 mm. Sú sterkasta. Fyrir raðsuðu eykst lengd bráðnu laugarinnar smám saman, breiddin er stærst þegar blettabilið er 0,8 mm og forhitunaráhrifin eru augljósust þegar blettbilið er 0,8 mm. Áhrif Marangoni kraftsins veikjast smám saman og meiri málmvökvi streymir til beggja hliða bráðnu laugarinnar. Gerðu bræðslubreiddardreifingu jafnari. Fyrir samhliða suðu eykst breidd bráðnu laugarinnar smám saman og lengdin er hámark 0,8 mm, en það er engin forhitunaráhrif; endurflæðið nálægt yfirborðinu af völdum Marangoni kraftsins er alltaf til staðar og endurflæðið niður á við neðst á litlu holunni hverfur smám saman; þversniðsrennslissviðið er ekki eins gott og það er sterkt í röð, truflunin hefur varla áhrif á rennsli beggja vegna bræddu laugarinnar og bræddu breiddin er ójafnt dreift.
Pósttími: 12. október 2023
