Í samanburði við hefðbundna suðutækni,leysissuðuhefur óviðjafnanlega kosti í suðunákvæmni, skilvirkni, áreiðanleika, sjálfvirkni og öðrum þáttum. Á undanförnum árum hefur það þróast hratt á sviði bifreiða, orku, rafeindatækni og annarra sviða og er talið ein af efnilegustu framleiðslutækni 21. aldarinnar.
1. Yfirlit yfir tvöfalda geislaleysissuðu
Tvöfaldur geislileysissuðuer að nota ljósfræðilegar aðferðir til að aðgreina sama leysigeislann í tvo aðskilda ljósgeisla fyrir suðu, eða að nota tvær mismunandi gerðir af leysigeislum til að sameina, svo sem CO2 leysi, Nd:YAG leysi og öflugan hálfleiðara leysi. Hægt er að sameina allt saman. Þetta var aðallega lagt til til að leysa aðlögunarhæfni leysigeislasuðu að nákvæmni samsetningar, bæta stöðugleika suðuferlisins og bæta gæði suðu. Tvöfaldur geislileysissuðugetur stillt suðuhitasviðið á þægilegan og sveigjanlegan hátt með því að breyta orkuhlutfalli geislans, bili milli geisla og jafnvel orkudreifingarmynstri leysigeislanna tveggja, sem breytir tilvistarmynstri lykilgatsins og flæðimynstri fljótandi málms í bráðnu lauginni. Veitir fjölbreyttara úrval af suðuferlum. Það hefur ekki aðeins kosti stórra...leysissuðuskarpskyggni, mikill hraði og mikil nákvæmni, en hentar einnig fyrir efni og samskeyti sem erfitt er að suða með hefðbundnumleysissuðu.
Fyrir tvöfaldan geislaleysissuðu, ræðum við fyrst um framkvæmdaraðferðir tvígeislasera. Ítarlegar heimildir sýna að það eru tvær meginleiðir til að ná tvígeislasuðu: geislafókus og endurskinsfókus. Önnur er náð með því að stilla horn og bil tveggja leysigeisla með fókusspeglum og samsvörunarspeglum. Hin er náð með því að nota leysigeisla og síðan einbeita sér í gegnum endurskinsspegla, gegnsæja spegla og fleyglaga spegla til að ná fram tveimur geislum. Fyrir fyrstu aðferðina eru aðallega þrjár gerðir. Fyrsta gerðin er að tengja tvo leysigeisla í gegnum ljósleiðara og skipta þeim í tvo mismunandi geisla undir sama samsvörunarspegli og fókusspegli. Önnur er að tveir leysigeislar senda frá sér leysigeisla í gegnum suðuhausana sína og tvöfaldur geisli myndast með því að stilla rúmfræðilega staðsetningu suðuhausanna. Þriðja aðferðin er að leysigeislinn er fyrst klofinn í gegnum tvo spegla 1 og 2 og síðan einbeittur með tveimur fókusspeglum 3 og 4, hver um sig. Staðsetningu og fjarlægð milli brennipunktanna tveggja er hægt að stilla með því að stilla horn fókusspeglanna tveggja 3 og 4. Önnur aðferðin er að nota fastfasa leysigeisla til að skipta ljósinu til að ná fram tveimur geislum og stilla hornið og bilið með sjónarhornsspegli og fókusspegli. Síðustu tvær myndirnar í fyrstu röðinni hér að neðan sýna litrófskerfi CO2 leysigeisla. Flati spegilinn er skipt út fyrir fleyglaga spegil og settur fyrir framan fókusspegilinn til að skipta ljósinu til að ná fram tveimur geislum með samsíða ljósi.
Eftir að hafa skilið hvernig tvöfaldir geislar eru notaðir, skulum við stuttlega kynna meginreglur og aðferðir við suðu. Í tvöföldum geislaleysissuðuÍ ferlinu eru þrjár algengar geislasamsetningar, þ.e. raðsamsetning, samsíðasamsetning og blendingssamsetning. Klútur, það er að segja, það er fjarlægð bæði í suðuátt og lóðréttri suðuátt. Eins og sést í síðustu röð myndarinnar, má skipta litlum holum og bráðnum pollum sem birtast undir mismunandi punktabilum í raðsuðuferlinu frekar í staka bræðslu. Það eru þrjú ástand: pollur, sameiginlegur bráðinn pollur og aðskilinn bráðinn pollur. Eiginleikar staks bráðins polls og aðskilins bráðins polls eru svipaðir og einkenna staks bráðins polls.leysissuðu, eins og sýnt er á tölulegu hermunarritinu. Það eru mismunandi áhrif ferlisins fyrir mismunandi gerðir.
Tegund 1: Undir ákveðnu bili milli punkta mynda tvö geislalykilgöt sameiginlegt stórt lykilgöt í sama bráðnu lauginni; fyrir gerð 1 er greint frá því að annar ljósgeislinn sé notaður til að búa til lítið gat og hinn ljósgeislinn sé notaður til að hita suðu, sem getur á áhrifaríkan hátt bætt byggingareiginleika hákolefnisstáls og álfelgistáls.
Tegund 2: Auka bilið á milli punkta í sama bráðnu lauginni, aðskilja geislana tvo í tvö óháð lykilgöt og breyta flæðismynstri bráðnu laugarinnar; fyrir gerð 2 jafngildir virkni hennar tveggja rafeindageislasuðu, dregur úr suðusprettum og óreglulegum suðum við viðeigandi brennivídd.
Tegund 3: Aukið frekar bilið milli punkta og breytið orkuhlutfalli geislanna tveggja, þannig að annar geislinn sé notaður sem hitagjafi til að framkvæma forsuðu eða eftirsuðuvinnslu meðan á suðuferlinu stendur, og hinn geislinn sé notaður til að búa til lítil göt. Fyrir gerð 3 kom í ljós í rannsókninni að geislarnir tveir mynda lykilgat, litla gatið fellur ekki auðveldlega saman og suðan myndar ekki auðveldlega svigrúm.
2. Áhrif suðuferlisins á gæði suðu
Áhrif raðbundins geisla-orkuhlutfalls á myndun suðusamskeyta
Þegar leysigeislaafl er 2 kW er suðuhraðinn 45 mm/s, ófókusmagnið er 0 mm og geislabilið er 3 mm. Lögun suðuyfirborðsins þegar RS breytist (RS = 0,50, 0,67, 1,50, 2,00) er eins og sýnt er á myndinni. Þegar RS = 0,50 og 2,00 er suðan meira beygð og meiri skvetta myndast á brún suðunnar án þess að regluleg fiskhreistur myndist. Þetta er vegna þess að þegar orkuhlutfall geislans er of lítið eða of stórt er leysigeislaorkan of einbeitt, sem veldur því að nálarholið í leysigeislanum sveiflast meira við suðuferlið og bakþrýstingur gufunnar veldur því að bráðið málmur skvettist út í bráðið. Of mikill varmainnstreymi veldur því að inndráttardýpt bráðna laugarinnar á álhliðinni er of mikil, sem veldur lægð undir áhrifum þyngdaraflsins. Þegar RS = 0,67 og 1,50 er fiskhreisturmynstrið á suðuyfirborðinu einsleitt, lögun suðunnar er fallegri og engar sýnilegar heitar sprungur, svitaholur eða aðrir suðugallar eru á suðuyfirborðinu. Þversniðslögun suðanna með mismunandi geislaorkuhlutföllum RS er eins og sýnt er á myndinni. Þversnið suðanna er í dæmigerðu „vínglaslögun“, sem bendir til þess að suðuferlið sé framkvæmt með leysigeisladjúpsuðu. RS hefur mikilvæg áhrif á innskotsdýpt 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, talið í sömu röð. Þegar geislaorkuhlutfallið er RS = 2 er suðuinnskotsdýpt þversniðsins 1151,6 míkron.
Áhrif hlutfalls samsíða geislaorku á myndun suðusamskeyta
Þegar leysigeislaafl er 2,8 kW, suðuhraðinn 33 mm/s, ófókusmagnið 0 mm og geislabilið 1 mm, fæst suðuyfirborðið 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 fiskhreisturmynstrið á yfirborði suðunnar tiltölulega óreglulegt. Yfirborð suðunnar sem fæst með hinum fimm mismunandi geislaorkuhlutföllunum er vel myndað og engir sjáanlegir gallar eins og svitaholur og sprungur eru til staðar. Þess vegna, samanborið við raðbundinn tvöfaldan geislaleysissuðu, suðuyfirborðið með samsíða tvöföldum geislum er jafnara og fallegra. Þegar RS = 0,25 er lítilsháttar dæld í suðunni; þegar orkuhlutfall geislans eykst smám saman (RS = 0,5, 0,67 og 1,5) er yfirborð suðunnar jafnt og engin dæld myndast; Hins vegar, þegar orkuhlutfall geislans eykst enn frekar (RS = 1,50, 2,00), eru dældir á yfirborði suðunnar. Þegar orkuhlutfall geislans RS = 0,25, 1,5 og 2 er þversniðslögun suðunnar „vínglaslaga“; þegar RS = 0,50, 0,67 og 1 er þversniðslögun suðunnar „trektarlaga“. Þegar RS = 4 myndast ekki aðeins sprungur neðst í suðunni, heldur einnig nokkrar svigrúm í miðju og neðri hluta suðunnar. Þegar RS = 2 myndast stór svigrúm inni í suðunni, en engar sprungur. Þegar RS = 0,5, 0,67 og 1,5 er innskotsdýpt P2 suðunnar á álhliðinni minni og þversnið suðunnar er vel myndað og engir augljósir suðugallar myndast. Þetta sýnir að geislaorkuhlutfallið við samsíða tvígeislasuðu hefur einnig mikilvæg áhrif á innskotsdýpt suðunnar og suðugalla.
Samsíða geisli – áhrif geislabils á myndun suðusamskeyta
Þegar leysigeislaafl er 2,8 kW, suðuhraðinn 33 mm/s, ófókusmagnið 0 mm og geislaorkuhlutfallið RS = 0,67, breytið geislabilinu (d = 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm) til að fá suðuyfirborðsformgerðina eins og myndin sýnir. Þegar d = 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm er suðuyfirborðið slétt og flatt og lögunin falleg; fiskhreisturmynstrið á suðunni er reglulegt og fallegt og engar sýnilegar svitaholur, sprungur eða aðrir gallar eru sjáanlegir. Þess vegna, við fjögurra geislabil, er suðuyfirborðið vel myndað. Að auki, þegar d = 2 mm, myndast tvær mismunandi suður, sem sýnir að tveir samsíða leysigeislarnir virka ekki lengur á bráðnu vatni og geta ekki myndað árangursríka tvígeisla leysiblendingssuðu. Þegar geislabilið er 0,5 mm er suðan „trektarlaga“, innskotsdýpt P2 suðunnar á álhliðinni er 712,9 míkron og engar sprungur, svitaholur eða aðrir gallar eru inni í suðunni. Þegar geislabilið heldur áfram að aukast minnkar innskotsdýpt P2 suðunnar á álhliðinni verulega. Þegar geislabilið er 1 mm er innskotsdýpt suðunnar á álhliðinni aðeins 94,2 míkron. Þegar geislabilið eykst enn frekar myndar suðan ekki virka innskot á álhliðinni. Þess vegna, þegar geislabilið er 0,5 mm, eru tvöfaldar geisla endursamsetningaráhrifin best. Þegar geislabilið eykst minnkar suðuhitainntakið verulega og tvöfaldar geisla leysir endursamsetningaráhrifin versna smám saman.
Mismunurinn á formgerð suðunnar stafar af mismunandi flæði og kælingu í bráðnu lauginni við suðuferlið. Töluleg hermun getur ekki aðeins gert spennugreiningu bráðnu laugarinnar innsæilegri, heldur einnig dregið úr tilraunakostnaði. Myndin hér að neðan sýnir breytingar á hliðarbráðnu lauginni með einum geisla, mismunandi uppröðun og punktabil. Helstu niðurstöður eru: (1) Við suðu með einum geislaleysissuðuÍ ferlinu er dýpt bráðna laugarinnar dýpst, það er fyrirbæri þar sem holan hrynur, holuveggurinn er óreglulegur og dreifing flæðissviðsins nálægt holuveggnum er ójöfn; nálægt aftari yfirborði bráðna laugarinnar er endurflæðið sterkt og það er endurflæði upp á við neðst í bráðna lauginni; dreifing flæðissviðsins í yfirborði bráðna laugarinnar er tiltölulega jöfn og hæg og breidd bráðna laugarinnar er ójöfn eftir dýptarstefnunni. Það er truflun af völdum bakþrýstings á veggnum í bráðna lauginni milli litlu gatanna í tvöfaldri geisla.leysissuðu, og það er alltaf til staðar meðfram dýptarstefnu litlu gatanna. Þegar fjarlægðin milli geislanna tveggja heldur áfram að aukast, breytist orkuþéttleiki geislans smám saman úr einum toppi í tvöfaldan topp. Það er lágmarksgildi á milli toppanna tveggja og orkuþéttleikinn minnkar smám saman. (2) Fyrir tvöfaldan geislaleysissuðuÞegar bilið á milli punktanna er 0-0,5 mm, minnkar dýpt smáu gatanna í bráðnu lauginni lítillega og heildarflæðishegðun bráðnu laugarinnar er svipuð og í einum geisla.leysissuðu; þegar punktabilið er yfir 1 mm eru litlu holurnar alveg aðskildar og við suðuferlið er nánast engin víxlverkun á milli leysanna tveggja, sem jafngildir tveimur samsíða eingeislasveisum með 1750W afli. Það er nánast engin forhitunaráhrif og flæðishegðun bráðnu laugarinnar er svipuð og við eingeislasveisu. (3) Þegar punktabilið er 0,5-1 mm er veggflöt litlu holanna flatari í báðum uppsetningum, dýpt litlu holanna minnkar smám saman og botninn aðskilst smám saman. Truflunin milli litlu holanna og flæðis bráðnu laugarinnar á yfirborði er 0,8 mm. Sterkust. Við raðsuðu eykst lengd bráðnu laugarinnar smám saman, breiddin er mest þegar punktabilið er 0,8 mm og forhitunaráhrifin eru augljósust þegar punktabilið er 0,8 mm. Áhrif Marangoni-kraftsins veikjast smám saman og meiri málmvökvi rennur til beggja hliða bráðnu laugarinnar. Gerir dreifingu bráðnuðu breiddarinnar jafnari. Við samsíða suðu eykst breidd bráðnu laugarinnar smám saman og lengdin er mest 0,8 mm, en engin forhitunaráhrif eru til staðar; endurflæði nálægt yfirborðinu af völdum Marangoni-kraftsins er alltaf til staðar og niðurflæði neðst í litla gatinu hverfur smám saman; þversniðsflæðisviðið er ekki eins gott og það er sterkt í röð, truflunin hefur varla áhrif á flæðið á báðum hliðum bráðnu laugarinnar og breidd bráðnu laugarinnar er ójafnt dreift.
Birtingartími: 12. október 2023
