Berawirdkirina bandorên welding ên lazeran bi diameterên bingehîn ên cûda

Qeydakirina bi lazerdikare bi karanîna tîrêjên lazer ên domdar an pulsasyonî were bidestxistin. Prensîbênqayimkirina lazerêdikare were dabeşkirin bo kaynakirina bi germî û kaynakirina bi penetrasyona kûr a lazerê. Dema ku dendika hêzê ji 104~105 W/cm2 kêmtir be, ew kaynakirina bi germî ye. Di vê demê de, kûrahiya penetrasyonê kêm e û leza kaynakirinê hêdî ye; dema ku dendika hêzê ji 105~107 W/cm2 mezintir be, rûyê metal ji ber germê dibe "kulan", kaynakirina bi penetrasyona kûr çêdike, ku xwedan taybetmendiyên leza kaynakirinê ya bilez û rêjeya aliyên mezin e. Prensîba konduksiyona germîqayimkirina lazerêev e: tîrêjên lazerê rûyê ku were pêvajokirin germ dikin, û germahiya rûyê bi rêya konduksiyona germî ber bi hundir ve belav dibe. Bi kontrolkirina parametreyên lazerê yên wekî firehiya pulsa lazerê, enerjî, hêza lûtkeyê, û frekansa dubarekirinê, perçeya kar tê helandin da ku hewzek helandî ya taybetî çêbike.

Qaymaqkirina penetrasyona kûr a lazerê bi gelemperî tîrêjek lazerê ya domdar bikar tîne da ku girêdana materyalan temam bike. Pêvajoya wê ya fîzîkî ya metalurjîk pir dişibihe ya qaymaqkirina tîrêjên elektronan, ango mekanîzmaya veguherîna enerjiyê bi rêya avahiyek "kulika mifteyê" tê temam kirin.

Di bin tîrêjên lazerê de bi dendika hêzê ya têra xwe bilind, made buhar dibe û qulên piçûk çêdibin. Ev qula piçûk a ku bi buharê tije ye mîna laşek reş e, hema hema hemî enerjiya tîrêjê ketî vedimije. Germahiya hevsengiyê di qulê de digihîje dora 2500.°C. Germahî ji dîwarê derve yê qulika germahiya bilind tê veguhastin, dibe sedema helandina metalê li dora qulikê. Qulika biçûk bi buhara germahiya bilind a ku ji ber buharbûna domdar a materyalê dîwar di bin tîrêjên tîrêjê de çêdibe, tijî dibe. Dîwarên qulika biçûk bi metalê heliyayî dorpêçkirî ne, û metalê şil bi materyalên hişk dorpêçkirî ye (di piraniya pêvajoyên kaynakirinê yên kevneşopî û kaynakirina bi lazerê, enerjî pêşî li ser rûyê perçeyê tê danîn û dûv re bi veguhastinê ber bi hundir ve tê veguhastin). Herikîna şilekê li derveyî dîwarê qulikê û tansiyona rûyê qata dîwar bi zexta buharê ya ku bi berdewamî di valahiya qulikê de çêdibe re di fazê de ne û hevsengiyek dînamîk diparêzin. Tîrêjê ronahiyê bi berdewamî dikeve qulika piçûk, û materyalê li derveyî qulika piçûk bi berdewamî diherike. Dema ku tîrêjê ronahiyê diçe, qulika piçûk her gav di rewşek herikîna sabît de ye.

Ango, qulika biçûk û metala heliyayî ya li dora dîwarê qulikê bi leza pêşvebirina tîrêja pîlot ber bi pêş ve diçin. Metala heliyayî valahiya ku piştî rakirina qulika biçûk dimîne tijî dike û li gorî wê kondens dibe, û qalib çêdibe. Ev hemû ewqas zû diqewimin ku leza qalibkirinê dikare bi hêsanî bigihîje çend metreyan di hûrdemê de.

Piştî têgihîştina têgehên bingehîn ên dendika hêzê, kaynakirina bi îhtîmala germî, û kaynakirina penetrasyona kûr, em ê paşê analîzek berawirdî ya dendika hêzê û qonaxên metalografîk ên qûtrasên cûda yên navikê bikin.

Berawirdkirina ceribandinên weldingê li ser bingeha diameterên navika lazerê yên hevpar ên li sûkê:

Densiya hêza pozîsyona xala navendî ya lazerên bi diameterên bingehîn ên cûda

Ji perspektîfa dendika hêzê ve, di bin heman hêzê de, her ku qutra navikê piçûktir be, geşiya lazerê bilindtir dibe û enerjî jî zêdetir kom dibe. Ger lazer bi kêrek tûj re were berhev kirin, her ku qutra navikê piçûktir be, lazer tûjtir dibe. Dendika hêzê ya lazera bi qutra navikê ya 14um ji 50 qatan zêdetir ji lazera bi qutra navikê ya 100um zêdetir e, û kapasîteya pêvajoyê xurttir e. Di heman demê de, dendika hêzê ya ku li vir tê hesabkirin tenê dendika navînî ya hêsan e. Belavkirina enerjiya rastîn belavkirinek Gaussî ya texmînî ye, û enerjiya navendî dê çend qatan ji dendika hêza navînî be.

Nexşeya şematîk a belavkirina enerjiya lazerê bi qûtreyên bingehîn ên cûda

Rengê diyagrama belavkirina enerjiyê belavkirina enerjiyê ye. Reng çiqas sor be, enerjî ewqas bilindtir dibe. Enerjiya sor cihê ku enerjî lê kom dibe ye. Bi rêya belavkirina enerjiya lazerê ya tîrêjên lazerê yên bi qûtrasên navikên cuda, tê dîtin ku pêşiya tîrêjê lazerê ne tûj e û tîrêj tûj e. Çiqas piçûktir be, çiqas enerjî li ser xalekê kom bibe, ewqas tûjtir e û şiyana wê ya penetrasyonê xurttir e.

Berawirdkirina bandorên welding ên lazeran bi diameterên bingehîn ên cûda

Berawirdkirina lazerên bi qûtreyên bingehîn ên cûda:

(1) Ceribandin leza 150mm/s, qayimkirina pozîsyona fokusê bikar tîne, û materyal ji alumînyûma rêza 1-an e, qalindahiya wê 2mm ye;

(2) Çiqas diametera navikê mezintir be, firehiya helandinê jî mezintir dibe, herêma ku ji germê bandor dibe jî mezintir dibe, û dendika hêza yekîneyê jî biçûktir dibe. Dema ku diametera navikê ji 200um derbas bibe, li ser alavên reaksiyona bilind ên wekî aluminium û sifir ne hêsan e ku kûrahiya penetrasyonê were bidestxistin, û qayimkirina penetrasyoneke kûr a bilindtir tenê bi hêza bilind dikare were bidestxistin;

(3) Lazerên bi navikên piçûk xwedî densiteya hêzê ya bilind in û dikarin bi lez qulên mifteyê li ser rûyê materyalên bi enerjiya bilind û deverên piçûk ên ku ji germê bandor dibin vekin. Lêbelê, di heman demê de, rûyê qalibê hişk e, û îhtîmala hilweşîna qulika mifteyê di dema qalibkirina leza nizm de zêde ye, û qulika mifteyê di dema çerxa qalibkirinê de girtî ye. Çerx dirêj e, û kêmasiyên wekî kêmasî û poran meyla çêbûna wan heye. Ew ji bo pêvajoya bilez an pêvajoya bi rêgehek lerzok guncan e;

(4) Lazerên bi qûtra navikê ya mezin xalên ronahiyê yên mezintir û enerjiya belavbûyîtir hene, ji ber vê yekê ew ji bo ji nû ve helandina rûyê lazerê, pêçandin, germkirin û pêvajoyên din guncantir in.