Tvöföld geislasuðuaðferð er lögð til, aðallega til að leysa aðlögunarhæfnileysissuðutil að auka nákvæmni samsetningar, bæta stöðugleika suðuferlisins og bæta gæði suðu, sérstaklega fyrir þunnplötusuðu og álsuðu. Tvöfaldur geislasuðu getur notað ljósfræðilegar aðferðir til að aðskilja sama leysigeislann í tvo aðskilda ljósgeisla fyrir suðu. Einnig er hægt að sameina tvær mismunandi gerðir af leysigeislum, CO2 leysi, Nd:YAG leysi og öflugan hálfleiðara leysi. Með því að breyta geislaorku, geislabili og jafnvel orkudreifingarmynstri geislanna tveggja er hægt að stilla suðuhitasviðið á þægilegan og sveigjanlegan hátt, sem breytir tilvistarmynstri holanna og flæðimynstri fljótandi málmsins í bráðnu lauginni, sem veitir betri lausn fyrir suðuferlið. Víðtækt rými er óviðjafnanlegt með einum geislasuðu. Það hefur ekki aðeins kosti eins mikillar leysigeislasuðu, hraða og mikillar nákvæmni, heldur hefur það einnig mikla aðlögunarhæfni að efnum og samskeytum sem erfitt er að suða með hefðbundinni leysigeislasuðu.
Meginreglan umtvöfaldur geisla leysissuðu
Tvöfaldur geislasuða þýðir að tveir leysigeislar eru notaðir samtímis við suðuferlið. Geislafyrirkomulag, geislabil, horn milli geislanna tveggja, fókusstaða og orkuhlutfall geislanna tveggja eru allt mikilvægar stillingar í tvígeislasuða. Venjulega eru tvær leiðir til að raða tvöföldum geislum við suðuferlið. Eins og sést á myndinni er önnur raðað í röð eftir suðustefnunni. Þessi fyrirkomulag getur dregið úr kælingarhraða bráðins pools. Dregur úr tilhneigingu suðunnar til að herða og myndun pora. Hin er að raða þeim hlið við hlið eða þvert á hvorri hlið suðunnar til að bæta aðlögunarhæfni að suðubilinu.
Meginregla um tvöfalda geisla leysisveiflu
Tvöfaldur geislasuða þýðir að tveir leysigeislar eru notaðir samtímis við suðuferlið. Geislafyrirkomulag, geislabil, horn milli geislanna tveggja, fókusstaða og orkuhlutfall geislanna tveggja eru allt mikilvægar stillingar í tvígeislasuða. Venjulega eru tvær leiðir til að raða tvöföldum geislum við suðuferlið. Eins og sést á myndinni er önnur raðað í röð eftir suðustefnunni. Þessi fyrirkomulag getur dregið úr kælingarhraða bráðins pools. Dregur úr tilhneigingu suðunnar til að herða og myndun pora. Hin er að raða þeim hlið við hlið eða þvert á hvorri hlið suðunnar til að bæta aðlögunarhæfni að suðubilinu.
Fyrir tvígeisla leysissuðukerfi með tandem-raðað eru þrjár mismunandi suðuaðferðir eftir fjarlægðinni milli fram- og afturgeislans, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan.
1. Í fyrri gerð suðukerfisins er fjarlægðin milli ljósgeislanna tveggja tiltölulega mikil. Annar ljósgeislinn hefur meiri orkuþéttleika og beinist að yfirborði vinnustykkisins til að búa til lykilgöt í suðunni; hinn ljósgeislinn hefur minni orkuþéttleika. Aðeins notaður sem hitagjafi fyrir hitameðferð fyrir eða eftir suðu. Með þessum suðukerfi er hægt að stjórna kælihraða suðulaugarinnar innan ákveðins bils, sem er gagnlegt við suðu á sumum efnum með mikla sprungunæmni, svo sem hákolefnisstáli, álfelguðu stáli o.s.frv., og getur einnig bætt seiglu suðunnar.
2. Í annarri gerð suðukerfisins er brennipunktsfjarlægðin milli ljósgeislanna tveggja tiltölulega lítil. Ljósgeislarnir tveir mynda tvö óháð lykilgöt í suðulaug, sem breytir flæðimynstri fljótandi málmsins og hjálpar til við að koma í veg fyrir þéttingu. Það getur útrýmt göllum eins og brúnum og suðuperlum og bætt suðumyndunina.
3. Í þriðju gerð suðukerfisins er fjarlægðin milli ljósgeislanna tveggja mjög lítil. Á þessum tímapunkti mynda ljósgeislarnir tveir sama lykilgatið í suðulauginni. Í samanburði við eingeislasuðu, þar sem lykilgatið verður stærra og ekki auðvelt að loka því, er suðuferlið stöðugra og gasið auðveldara að losa, sem er gagnlegt til að draga úr svitaholum og suðuslettum og fá samfellda, einsleita og fallega suðu.
Við suðuferlið er einnig hægt að láta tvo leysigeisla mynda ákveðið horn hvor gagnvart öðrum. Suðukerfið er svipað og samsíða tvöfaldur geislasuðukerfi. Niðurstöður prófana sýna að með því að nota tvo öfluga leysigeisla með 30° horn hvor gagnvart öðrum og 1~2 mm fjarlægð, getur leysigeislinn fengið trektlaga lykilgat. Lykilgatið er stærra og stöðugra, sem getur bætt suðugæðin á áhrifaríkan hátt. Í hagnýtum tilgangi er hægt að breyta gagnkvæmri samsetningu ljósgeislanna tveggja í samræmi við mismunandi suðuskilyrði til að ná fram mismunandi suðuferlum.
6. Aðferð við framkvæmd tvígeisla leysisveiflu
Hægt er að fá tvöfalda geisla með því að sameina tvo mismunandi leysigeisla, eða skipta einum leysigeisla í tvo leysigeisla fyrir suðu með ljósrófsmælingarkerfi. Til að skipta ljósgeisla í tvo samsíða leysigeisla af mismunandi styrk er hægt að nota litrófsmæli eða sérstakt ljóskerfi. Myndin sýnir tvær skýringarmyndir af ljósskiptingarreglum með því að nota fókusspegla sem geislaskiptingar.
Að auki er einnig hægt að nota endurskinsflöt sem geislaskiptir og síðasta endurskinsflötinn í ljósleiðinni er hægt að nota sem geislaskiptir. Þessi tegund endurskinsflöts er einnig kölluð þakendurskinsflötur. Endurskinsflötur hans er ekki flatur heldur samanstendur af tveimur fletum. Skurðpunktur endurskinsflatanna tveggja er staðsettur í miðju spegilflötsins, svipað og þakbrún, eins og sýnt er á myndinni. Samsíða ljósgeisli skín á litrófsspegilinn, endurkastast af tveimur fletum í mismunandi hornum til að mynda tvo ljósgeisla og skín á mismunandi stöður fókusspegilsins. Eftir fókusun fást tveir ljósgeislar í ákveðinni fjarlægð á yfirborði vinnustykkisins. Með því að breyta horninu milli endurskinsflatanna tveggja og stöðu þaksins er hægt að fá klofinn ljósgeisla með mismunandi fókusfjarlægð og uppröðun.
Þegar notaðar eru tvær mismunandi gerðir afleysigeislar tTil að mynda tvöfaldan geisla eru margar samsetningar mögulegar. Hægt er að nota hágæða CO2 leysi með Gauss orkudreifingu fyrir aðal suðuvinnuna og hægt er að nota hálfleiðara leysi með rétthyrnda orkudreifingu til að aðstoða við hitameðferðina. Annars vegar er þessi samsetning hagkvæmari. Hins vegar er hægt að stilla kraft ljósgeislanna tveggja sjálfstætt. Fyrir mismunandi samskeytaform er hægt að fá stillanlegt hitastigssvið með því að stilla skörunarstöðu leysisins og hálfleiðara leysisins, sem hentar mjög vel til suðu. Ferlistjórnun. Að auki er einnig hægt að sameina YAG leysi og CO2 leysi í tvöfaldan geisla fyrir suðu, samfelldan leysi og púls leysi er hægt að sameina fyrir suðu og einnig er hægt að sameina einbeitta geisla og óeinbeitta geisla fyrir suðu.
7. Meginregla tvígeislaleysissuðu
3.1 Tvöfaldur geislasersuða á galvaniseruðum plötum
Galvaniseruðu stálplötur eru algengasta efnið í bílaiðnaðinum. Bræðslumark stáls er um 1500°C, en suðumark sinks er aðeins 906°C. Þess vegna myndast mikið magn af sinkgufu þegar bræðslusuðuaðferðin er notuð, sem veldur óstöðugu suðuferlinu og myndar svigrúm í suðunni. Í yfirlappandi samskeytum á sér galvaniseruðu lagið ekki aðeins stað á efri og neðri yfirborði heldur einnig á samskeytayfirborðinu. Við suðuna losnar sinkgufan fljótt úr bráðnu lauginni á sumum svæðum, en á öðrum svæðum er erfitt fyrir sinkgufuna að sleppa úr bráðnu lauginni. Á yfirborði laugarinnar er suðugæðin mjög óstöðug.
Tvöfaldur geislasersuða getur leyst vandamál með suðugæði sem sinkguf veldur. Ein aðferðin er að stjórna viðverutíma og kælingarhraða bráðins potts með því að samræma orku geislanna tveggja til að auðvelda útrás sinkgufunnar; hin aðferðin er að losa sinkgufuna með forsmíði eða rifum. Eins og sést á mynd 6-31 er CO2 leysir notaður við suðu. YAG leysirinn er fyrir framan CO2 leysirinn og er notaður til að bora göt eða skera rásir. Forunnu götin eða rásirnar veita útrásarleið fyrir sinkgufuna sem myndast við síðari suðu og koma í veg fyrir að hún haldist eftir í bráðnum potti og myndi galla.
3.2 Tvöfaldur geislaser suðu á áli
Vegna sérstakra eiginleika álfelgurefna eru eftirfarandi erfiðleikar við notkun leysissuðu [39]: álfelgur hefur lágt frásogshraða leysigeislans og upphafsendurskinsgeta CO2 leysigeislayfirborðsins fer yfir 90%; auðvelt er að mynda leysissuðusamskeyti í álfelgur. Götótt, sprungur, bruni í málmblönduþáttum við suðu o.s.frv. Þegar einlasersuðu er notuð er erfitt að koma á fót lykilgatinu og viðhalda stöðugleika. Tvöfaldur geislasuðu getur aukið stærð lykilgatsins, sem gerir það erfitt fyrir lykilgatið að lokast, sem er gagnlegt fyrir gaslosun. Það getur einnig dregið úr kælihraða og dregið úr tilvist götóttra og sprungna í suðu. Þar sem suðuferlið er stöðugra og magn sprungna minnkar, er lögun suðuyfirborðsins sem fæst með tvígeislasuðu á álfelgum einnig marktækt betri en með eingeislasuðu. Mynd 6-32 sýnir útlit suðusamskeytisins við 3 mm þykka stubbsuðu úr álfelgum með því að nota CO2 eingeislasíu og tvígeislasíu.
Rannsóknir sýna að þegar 2 mm þykkt 5000 seríu ál er suðað, og fjarlægðin milli geislanna tveggja er 0,6~1,0 mm, er suðuferlið tiltölulega stöðugt og lykilgatið sem myndast er stærra, sem stuðlar að uppgufun og losun magnesíums við suðuferlið. Ef fjarlægðin milli geislanna tveggja er of lítil, verður suðuferlið fyrir einn geisla ekki stöðugt. Ef fjarlægðin er of mikil mun það hafa áhrif á suðuinnsiglið, eins og sést á mynd 6-33. Að auki hefur orkuhlutfall geislanna tveggja einnig mikil áhrif á suðugæðin. Þegar tveir geislar með 0,9 mm bili eru raðaðir í röð til suðu, ætti að auka orku fyrri geislans á viðeigandi hátt þannig að orkuhlutfall geislanna tveggja fyrir og eftir sé meira en 1:1. Það er gagnlegt til að bæta gæði suðusamans, auka bræðslusvæðið og samt fá sléttan og fallegan suðusam þegar suðuhraðinn er mikill.
3.3 Tvöföld geislasuðu á ójöfnum þykktum plötum
Í iðnaðarframleiðslu er oft nauðsynlegt að suða tvær eða fleiri málmplötur af mismunandi þykkt og lögun til að mynda skarða plötu. Sérstaklega í bílaframleiðslu er notkun sérsmíðaðra efna sífellt útbreiddari. Með því að suða plötur með mismunandi forskriftum, yfirborðshúðun eða eiginleikum er hægt að auka styrk, minnka rekstrarefni og lækka gæði. Lasersuðu á plötum af mismunandi þykkt er venjulega notuð í spjaldasuðu. Helsta vandamálið er að plöturnar sem á að suða verða að vera forsmíðaðar með mjög nákvæmum brúnum og tryggja mikla nákvæmni í samsetningu. Notkun tvígeislasuðu á plötum af ójöfnri þykkt getur aðlagað sig að mismunandi breytingum á plötubilum, stutsamskeytum, hlutfallslegum þykktum og plötuefnum. Það getur suðið plötur með stærri brún- og bilsvikmörkum og bætt suðuhraða og suðugæði.
Helstu ferlisbreytur Shuangguangdong-suðu á ójöfnum þykktum plötum má skipta í suðubreytur og plötubreytur, eins og sýnt er á myndinni. Suðubreytur eru meðal annars afl leysigeislanna tveggja, suðuhraði, fókusstaða, suðuhaushorn, snúningshorn geislans á tvöfaldri geislasamskeytingu og suðufrávik, o.s.frv. Plötubreytur eru meðal annars efnisstærð, afköst, skurðarskilyrði, bil á milli plötna, o.s.frv. Afl leysigeislanna tveggja er hægt að stilla sérstaklega eftir mismunandi suðutilgangi. Fókusstaðan er almennt staðsett á yfirborði þunnu plötunnar til að ná stöðugu og skilvirku suðuferli. Suðuhaushornið er venjulega valið í kringum 6. Ef þykkt platnanna tveggja er tiltölulega stór er hægt að nota jákvætt suðuhaushorn, það er að segja, leysirinn hallar að þunnu plötunni, eins og sýnt er á myndinni; þegar þykkt plötunnar er tiltölulega lítil er hægt að nota neikvætt suðuhaushorn. Suðufrávikið er skilgreint sem fjarlægðin milli leysigeislafókussins og brúnar þykku plötunnar. Með því að stilla suðufrávikið er hægt að minnka magn suðubeygjunnar og fá gott suðuþversnið.
Þegar plötur með stórum bilum eru suðaðar er hægt að auka virkt geislahitunarþvermál með því að snúa tvöfalda geislahorninu til að fá góða bilsfyllingargetu. Breidd efri hluta suðunnar er ákvörðuð af virku geislaþvermáli tveggja leysigeislanna, þ.e. snúningshorni geislans. Því stærra sem snúningshornið er, því breiðara er hitunarsvið tvöfalda geislans og því meiri er breidd efri hluta suðunnar. Leysigeislarnir tveir gegna mismunandi hlutverkum í suðuferlinu. Annar er aðallega notaður til að komast í gegnum samskeytin, en hinn er aðallega notaður til að bræða þykka plötuefnið til að fylla bilið. Eins og sést á mynd 6-35, við jákvætt snúningshorn geislans (fremri geislinn virkar á þykku plötuna, aftari geislinn virkar á suðuna), fellur fremri geislinn á þykku plötuna til að hita og bræða efnið, og sá sem á eftir kemur myndar leysigeislann í gegnumskeyti. Fyrsti leysigeislinn að framan getur aðeins að hluta brætt þykku plötuna, en hann leggur mikið af mörkum við suðuferlið, því hann bræðir ekki aðeins hliðar þykku plötunnar til að fylla betur í bilið, heldur tengir hann einnig saman samskeytiefnið þannig að næstu geislar geti suðið í gegnum samskeytin, sem gerir suðuna hraðari. Í tvöfaldri geislasuðu með neikvæðu snúningshorni (fremri geislinn virkar á suðuna og aftari geislinn virkar á þykku plötuna) hafa geislarnir tveir nákvæmlega öfug áhrif. Fyrri geislinn bræðir samskeytið og seinni geislinn bræðir þykku plötuna til að fylla í bilið. Í þessu tilfelli þarf fremri geislinn að suða í gegnum kalda plötuna og suðuhraðinn er hægari en með jákvæðu snúningshorni geislans. Og vegna forhitunaráhrifa fyrri geislans mun seinni geislinn bræða meira þykkt plötuefni við sama afl. Í þessu tilfelli ætti að minnka afl síðari leysigeislans á viðeigandi hátt. Til samanburðar getur notkun jákvæðs snúningshorns geislans aukið suðuhraðann á viðeigandi hátt og notkun neikvæðs snúningshorns geislans getur náð betri bilsfyllingu. Mynd 6-36 sýnir áhrif mismunandi snúningshorna geislans á þversnið suðunnar.
3.4 Tvöfaldur geislasveigja á stórum, þykkum plötum Með bættum leysiraflsstigi og geislagæði hefur leysisveigja á stórum, þykkum plötum orðið að veruleika. Hins vegar, þar sem öflugir leysir eru dýrir og suða á stórum, þykkum plötum krefst almennt fyllingarmálms, eru ákveðnar takmarkanir á raunverulegri framleiðslu. Notkun tvígeislasveigjatækni getur ekki aðeins aukið leysiraflið, heldur einnig aukið virkt geislahitunarþvermál, aukið getu til að bræða fyllingarvír, stöðugað leysilykilgatið, bætt suðustöðugleika og bætt suðugæði.
Birtingartími: 29. apríl 2024
