Di hilberîna modern de,teknolojiya weldingê ya lazerêBi berfirehî di warên cûrbecûr de tê bikar anîn, ji hewavaniyê bigire heya çêkirina otomobîlan, ji alavên elektronîkî bigire heya amûrên bijîşkî, bi avantajên xwe yên karîgeriya bilind, rastbûn û adapteyîbûnê. Bingeha vê teknolojiyê têkiliya lazerê bi materyalê re ye, golek helandî çêdike û bi lez hişk dibe, bi vî rengî girêdana perçeyên metalî gengaz dike. Gola helandinê qadek sereke ye di helandina lazerê de, û taybetmendiyên wê rasterast kalîteya helandinê, mîkroavahî û performansa dawîn diyar dikin. Ji ber vê yekê, têgihîştina kûr û kontrola rast a taybetmendiyên gola helandî ji bo baştirkirina asta teknolojiya helandina lazerê û bicîhanîna hewcedariyên girêdanên helandî yên bi kalîte bilind di hilberîna pîşesaziyê de girîng in.
Geometrîya hewza helandî
Geometrîya hewza helandinê aliyek girîng e di lêkolîna helandina lazer de, ji ber ku ew rasterast bandorê li veguhastina germê, herikîna materyalê û kalîteya dawîn a helandinê di dema pêvajoya helandinê de dike. Şêweya hewzek helandî bi gelemperî bi kûrahî, firehî, rêjeya aliyan, geometrîya herêma bandora germê (HAZ), geometrîya qula kilîtê, û geometrîya herêma metalê helandî (MMA) tê vegotin. Ev parametre ne tenê mezinahî û şeklê girêdana helandî diyar dikin, lê di heman demê de bandorê li ser çerxa germî, rêjeya sarbûnê û avakirina mîkroavahîyê di dema pêvajoya helandinê de dikin.
Tabloya 1. Bandora parametreyên kaynakirina lazerê li ser parametreyên geometrîkî yên her hewza kaynakirinê.
Lêkolîn nîşan dide ku hêza lazerê û leza kaynakirinê du parametreyên sereke yên pêvajoyê ne ku bandorê li ser geometrîya hewza kaynakirinê dikin, wekî ku di Tabloya 1-ê de tê nîşandan. Bi gelemperî, her ku hêza lazerê zêde dibe û leza kaynakirinê kêm dibe, kûrahiya hewza kaynakirinê zêde dibe, lê firehî nisbeten hindik diguhere. Ev ji ber ku hêza lazerê ya bilindtir dikare bêtir enerjiyê peyda bike, dihêle ku materyal zûtir bihele û buhar bibe, di encamê de qulên mifteyê û hewzên kûrtir çêdibin, wekî ku di Wêne 1-ê de tê nîşandan. Lêbelê, dema ku hêza lazerê pir zêde be an leza kaynakirinê pir kêm be, ew dikare bibe sedema germbûna zêde ya materyalê, buharbûna zêde, û tewra bandora parastina plazmayê, ku dê kalîteya kaynakirinê kêm bike. Ji ber vê yekê, di pêvajoya kaynakirinê ya rastîn de, pêdivî ye ku hêza lazerê û leza kaynakirinê li gorî taybetmendiyên materyalê yên taybetî û hewcedariyên kaynakirinê bi awayekî maqûl were hilbijartin da ku geometrîya hewza kaynakirinê ya îdeal were bidestxistin.
Wêne 1. Şêweyên cuda yên qalibên ku bi qalibkirina germahiya lazer û qalibkirina penetrasyona kûr a lazerê têne çêkirin.
Ji bilî hêza lazer û leza kaynakirinê, taybetmendiyên termal û fîzîkî yên materyalê, rewşa rûyê erdê, gaza parastinê û faktorên din jî dê bandorê li ser geometrîya hewza kaynakirinê bikin. Mînakî, her ku guhêrbarîya germî ya materyalê bilindtir be, veguhestina germê di nav materyalê re zûtir dibe, û rêjeya sarbûna hewza helandî jî zûtir dibe, ku dibe ku bibe sedema mezinahiya hewza helandî ya nisbeten piçûk. Xurtî û paqijiya rûyê materyalê dê bandorê li rêjeya vegirtina lazerê bike, û dûv re bandorê li ser avakirin û aramiya hewza helandî bike. Wekî din, celeb û rêjeya herikîna gaza parastinê dê bandorek diyarkirî li ser şikl û kalîteya hewza helandî jî bike, gaza parastinê ya guncaw dikare bi bandor pêşî li oksîdasyon û qirêjiya hewza helandî bigire, lê di heman demê de dikare tansiyona rûyê erdê û taybetmendiyên herikîna hewza helandî jî rast bike, da ku kalîteya kaynakirinê baştir bike.
Wêne 2. Şêweyê hewza heliyayî dema ku lazer dihejîne.
Bi guhertina rêça tîrêjên lazerê, lerizîna lazerê dikare bandorek girîng li ser şekil û taybetmendiyên hewza helandî bike, wekî ku di Wêne 2 de tê xuyang kirin. Her ku tîrêjên lazerê lerizin, şeklê hewza helandî yekrengtir û sabîttir dibe. Tîrêjên lazerê yên lerzok li ser rûyê hewzê qadeke germkirî ya firehtir diafirînin, qiraxên hewzê nermtir dikin û qiraxên tûj û şeklên ne rêkûpêk kêm dikin. Ev germkirina yekreng dibe alîkar ku kalîte û taybetmendiyên mekanîkî yên girêdana qelandî baştir bibin û kêmasiyên qelandî yên wekî şikestin û kun kêm bikin. Wekî din, lerizîna lazerê dikare şilbûna hewza helandî zêde bike, derxistina gaz û nepakiyan di hewza helandî de pêşve bibe, û dendik û yekrengiya girêdana qelandî bêtir baştir bike.
Dînamîkên hewza helandî
Termodînamîka hewza helandî qadeke din a sereke ye di lêkolîna qayimkirina lazerê de, ku tê de kişandin, veguhastin û veguherîna enerjiya lazerê di hewza helandî de, û her weha belavkirina qada germahiyê, rêjeya sarbûnê û tevgera veguherîna qonaxê ya ji ber wê çêdibe, hene. Taybetmendiyên termodînamîkî yên hewza helandinê ne tenê şikl û mezinahiya hewza helandinê diyar dikin, lê di heman demê de rasterast bandorê li mîkroavahî û taybetmendiyên mekanîkî yên girêdana helandî dikin.
Di pêvajoya kaynakirina lazerê de, piştî ku enerjiya lazerê ji hêla materyalê ve tê kişandin, ew ê di hewza helandî de qadeke germahiya bilind çêbike, ku dibe sedema helandin û buharbûna materyalê. Di heman demê de, germ dê ji herêma germahiya bilind ber bi herêma germahiya nizm ve bi rêya guhêrbariya germê, konveksiyon û tîrêjê ve were veguheztin, da ku germahiya materyalê li dora hewza helandî zêde bibe, û dûv re bandorê li mîkroavahî û taybetmendiyên materyalê bike. Ji ber mezinahiya piçûk, gradyana germahiya mezin û rêjeya sarbûna bilez a hewza helandî, pir dijwar e ku rasterast qada germahiyê û rêjeya sarbûnê were pîvandin. Ji ber vê yekê, piraniya lêkolînan ji bo lêkolîna taybetmendiyên termodînamîkî yên hewzên helandî bi avakirina modelên matematîkî û rêbazên simulasyona hejmarî têne kirin.
Di modela termodînamîkî ya hewza helandî de, bi gelemperî pêdivî ye ku faktorên sereke yên jêrîn werin hesibandin: Ya yekem, mekanîzmaya vegirtina enerjiya lazerê, tevî taybetmendiyên refleks, vegirtin û veguhestinê yên rûyê materyalê, û pêvajoya belavbûn û vegirtina lazerê di hundurê materyalê de. Materyal û parametreyên lazerê yên cûda dê bibin sedema rêjeyên vegirtin û belavkirina enerjiyê yên cûda, ku dê bandorê li tevgera termodînamîkî ya hewza helandî bike. Ya duyemîn, taybetmendiyên fîzîkî yên germî yên materyalê, wekî kapasîteya germê ya taybetî, întegrasyona germî, tîrbûn, û hwd., ev parametre dê bi guherîna germahiyê re biguherin, ku bandorek girîng li ser pêvajoya veguhastina germê dike. Wekî din, pêdivî ye ku pêvajoyên herikîna şilavê û guherîna qonaxê di hewza helandî de, wekî helandin, buharbûn û hişkbûnê jî werin hesibandin, ku dê şekil û belavkirina qada germahiyê ya hewza helandî biguhezîne, lê di heman demê de bandorê li mîkroavahî û taybetmendiyên mekanîkî yên materyalê jî dike.
Bi rêya simulasyona hejmarî û lêkolîna ceribandinî, lêkolîneran dît ku belavbûna qada germahiyê di hewza helandî de bi gelemperî neyeksaniyek girîng nîşan dide, qada germahiya bilind bi piranî li qada çalakiya lazerê û qulika kilîtê kom dibe, û germahî hêdî hêdî ber bi qiraxa hewza helandî û herêma bandorkirî ya germê kêm dibe. Rêjeya sarbûnê bi kêmbûna mezinahiya hewza helandî û zêdebûna dûrbûnê ji qada lazerê zêde dibe. Bi gelemperî, rêjeya sarbûnê li navenda hewza helandî û qada qulika kilîtê kêmtir e, lê rêjeya sarbûnê li qiraxa hewza helandî û herêma bandorkirî ya germê bilindtir e, wekî ku di Wêne 2 de tê xuyang kirin. Ev belavbûna qada germahiyê ya neyeksan û rêjeya sarbûnê dê bibe sedema guhertinên berbiçav ên gradientê di mîkroavahîya girêdana qelandî de, wekî mezinahiya dan, pêkhateya qonaxê û belavkirin, ku dê bandorê li taybetmendiyên mekanîkî û berxwedana korozyonê ya girêdana qelandî bike.
Wêne 3. Encamên simulasyonê yên çêbûna qulên kilîtê û hewza helandî di dema kaynakirina penetrasyona kûr a lazerê ya plakaya pola zengarnegir de.
Ji bo baştirkirina taybetmendiyên termodînamîkî yên hewza helandî, baştirkirina kalîteya kaynakirinê û kêmkirina kêmasiyên kaynakirinê, rêze rêbaz û tedbîrên çêtirkirinê hatine pêşniyar kirin. Mînakî, bi verastkirina parametreyên lazerê, wekî hêza lazerê, leza kaynakirinê, qûtra xalê, û hwd., moda têketinê û belavkirina enerjiya lazerê dikare were guhertin da ku qada germahiyê û rêjeya sarbûna hewza helandî were baştir kirin. Wekî din, tevgera termodînamîkî û pêşveçûna mîkroavahiyê ya hewza helandî dikare bi karanîna pêşgermkirinê, piştî-germkirinê, kaynakirina pir-derbas û rêbazên pêvajoyê yên din, û her weha bi karanîna gazên parastinê yên cûda û atmosferên kaynakirinê were verast kirin. Di heman demê de, pêşxistina materyalên kaynakirinê yên nû û pergalên alloy ji bo baştirkirina aramiya germî û performansa kaynakirinê ya materyalan jî yek ji rêbazên girîng e ku taybetmendiyên termodînamîkî yên hewzên helandî baştir bike.
Taybetmendiyên hewza weldingê ya lazer faktorên sereke ne ku bandorê li kalîteya weldingê, mîkroavahî û taybetmendiyên mekanîkî dikin. Lêkolîna kûr a taybetmendiyên geometrî û termodînamîkî yên hewza weldingê ya lazer ji bo baştirkirina pêvajoya weldingê ya lazer û baştirkirina karîgerî û kalîteya weldingê pir girîng e. Bi rêya hejmareke mezin ji lêkolînên ceribandinî û analîzên simulasyona hejmarî, lêkolîneran rêze encamên lêkolînê yên girîng bi dest xistine, ku piştgiriyek teorîk a bihêz û rêbernameyek teknîkî ji bo pêşkeftin û sepandina teknolojiya weldingê ya lazer peyda dikin. Lêbelê, di lêkolînên heyî de hîn jî hin kêmasî hene, wekî hêsankirina modelê û pir texmîn, û pêşbîniya taybetmendiyên hewza helandinê di bin şert û mercên xebatê yên tevlihev de ne têra xwe rast e. Lêkolîna ceribandinî ya sîstematîk û berfireh hewce ye ku were baştir kirin, û kêmasiya lêkolînek kûr li ser bêtir materyal û parametreyên weldingê heye.
Dema şandinê: 28ê Sibatê 2025
