Ansîklopediya Biçûk: Prensîba Qeyda Lazerê û Serlêdanên Pêvajoyê
Astên Enerjiyê
Madde ji atoman pêk tê, û atom jî ji navok û elektronan pêk tên. Elektron li dora navokê dizivirin. Enerjiya elektronan di atomê de ne keyfî ye.
Mekanîka kûantûmê, ku cîhana mîkroskopîk vedibêje, ji me re dibêje ku elektron di astên enerjiyê yên sabît de ne. Astên enerjiyê yên cûda bi enerjiyên elektronê yên cûda re têkildar in: orbîtên dûrtir ji navokê xwedî enerjiyek bilindtir in.
Herwiha, her orbît dikare hejmareke herî zêde ya elektronan bigire. Bo nimûne, orbîta herî nizm (ya herî nêzîkî navokê) dikare heta 2 elektronan bigire, lê orbîtên bilindtir dikarin heta 8 elektronan bigirin, û hwd.
Veguhastin
Elektron dikarin bi kişandin an berdana enerjiyê ji astek enerjiyê ber bi astek din ve biçin.
Bo nimûne, dema elektronek fotonekê dimije, ew dikare ji astek enerjiyê ya nizmtir ber bi astek enerjiyê ya bilindtir ve biçe. Bi heman awayî, elektronek di astek enerjiyê ya bilindtir de dikare bi derxistina fotonekê dakeve astek nizmtir.
Di van pêvajoyan de, enerjiya fotonê ya mijandî an jî derketî her tim wekhevî cudahiya enerjiyê ya di navbera her du astan de ye. Ji ber ku enerjiya fotonê dirêjahiya pêlê ya ronahiyê diyar dike, ronahiya mijandî an jî derketî rengek sabît heye.
Prensîba Çêkirina Lazerê
Vegirtin Hatiye Stimulkirin
Vegirtin bi teşwîqkirinê çêdibe dema ku atomên di rewşek enerjiya kêm de tîrêjên derveyî vedigirin û derbasî rewşek enerjiya bilind dibin. Elektron dikarin bi vegirtin fotonan ji astên enerjiya nizm ber bi asta enerjiya bilind ve biçin.
Emisyona Stimulkirî
Emisyona teşwîqkirî tê wê wateyê ku elektronên di asta enerjiya bilind de, di bin "stimulasyon" an "enduksîyon" a fotonê de, derbasî asta enerjiya nizm dibin û fotonek bi heman frekansê wekî fotona ketî derdixin.
Taybetmendiya sereke ya emîsyona teşwîqkirî ew e ku fotona çêkirî bi ya orîjînal re yek e: heman frekans, heman alî, û bi tevahî nayê cûdakirin. Bi vî rengî, fotonek bi rêya pêvajoyek emîsyona teşwîqkirî dibe du fotonên wekhev. Ev tê vê wateyê ku ronahî tê xurtkirin an zêdekirin - prensîba bingehîn a çêkirina lazerê.
Weşandina Xweber
Emisyona xweber çêdibe dema ku elektronên di asta enerjiya bilind de bêyî bandora derveyî dadikevin astek nizmtir, û di dema veguhêzê de ronahiyê (tîrêjên elektromagnetîk) derdixin. Enerjiya fotonê E=E2−E1 e, cudahiya enerjiyê di navbera her du astan de ye.
Mercên ji bo Çêkirina Lazerê
Qezenckirina Lazerê Navîn
Çêkirina lazerê pêdivî bi navgînek qezenckirinê ya guncaw heye, ku dikare gaz, şile, hişk, an jî nîvconductor be. Kilît ew e ku di navgînê de zivirîna nifûsê were bidestxistin, ku şertek pêwîst e ji bo derana lazerê. Astên enerjiya metastabîl ji bo zivirîna nifûsê pir sûdmend in.
Çavkaniya Pompkirinê
Ji bo bidestxistina înversiyona nifûsê, divê pergala atomî were teşwîqkirin da ku hejmara perçeyan di asta enerjiya jorîn de zêde bike.
Rêbazên hevpar ev in:
- Pompkirina elektrîkê: derxistina gazê bi karanîna elektronên enerjiya kînetîkî ya bilind
- Pompkirina optîkî: tîrêjkirin bi çavkaniyên ronahiya pulsasyonî
- Pompkirina germî, pompkirina kîmyewî, û hwd.
Ev rêbaz bi hev re wekî pompkirin têne binavkirin. Ji bo ku derana lazerê stabîl be, pompkirina berdewam hewce ye da ku perçeyên bêtir li asta jorîn ji asta jêrîn werin parastin.
Rezonator
Bi navgînek qezenckirinê ya guncaw û çavkaniyek pompkirinê, berevajîkirina nifûsê dikare were bidestxistin, lê şiddeta emîsyona teşwîqkirî ji bo karanîna pratîkî pir qels e. Pêdivî bi amplîfîkasyona bêtir heye, ku ji hêla rezonatorek optîkî ve tê peyda kirin.
Rezonatorek optîkî ji du neynikên pir refleksîf pêk tê ku li her du seriyên lazerê paralel hatine danîn:
- Yek neynikeke tevahî ya refleksê
- Yek neynikeke refleks û veguhestina qismî
Neynika refleksa tevahî hemû ronahiya ketî li ser rêya xwe ya eslî vedigerîne. Neynika refleksa qismî fotonên li jêr enerjiyek diyarkirî vedigerîne nav navgînê, di heman demê de fotonên li jor enerjiyek diyarkirî wekî ronahiya lazerê ya zêdekirî derdikevin.
Ronahî di rezonatorê de paş û pêş diheje, reaksiyoneke zincîrî ya emîsyonên teşwîqkirî dide destpêkirin, û wekî lehiyê zêde dibe da ku derana lazerê ya bi şîddeteke bilind çêbike.
Lampa Pompê çi ye?
Çira ksenon çirayek derxistina gaza bêbandor e, bi gelemperî bi şiklê lûleyek rasterast e. Bi gelemperî ji elektrod, lûleyek kuartz û gaza ksenon (Xe) ya tijî pêk tê.
Elektrod ji metalên bi xala helandinê ya bilind, karîgeriya derxistina elektronan a bilind, û sputterkirina kêm têne çêkirin. Lûleya çira ji cama kuartzê ya bi hêz, berxwedêr li germahiya bilind, û veguhestina bilind hatî çêkirin, ku bi gaza ksenonê dagirtî ye.
Roda Lazerê ya Nd:YAG çi ye?
Nd:YAG (Garneta Aluminiumê ya Yttriumê ya bi Neodymiumê dopkirî) materyalê lazerê yê zexm ê herî zêde tê bikar anîn e.
YAG krîstalek kubîk e ku xwedî hişkbûnek bilind, qalîteya optîkî ya hêja, û îhtîmala germahiyê ya bilind e. Îyonên neodîmyûmê yên sêvalent di tora krîstalê de cîhê hin îyonên îttriûmê yên sêvalent digirin, ji ber vê yekê navê wê garneta aluminiumê ya îttriûmê ya bi neodîmyûmê dopîngkirî ye.
Taybetmendiyên Lazerê
Hevgirtineke baş
Ronahiya ji çavkaniyên asayî ji aliyê alî, qonax û demê ve kaotîk e, û bi lenzê jî nikare li ser xalekê were fokuskirin.
Ronahiya lazerê pir hevgirtî ye: frekanseke wê ya paqij heye, di heman alî de bi qonaxeke bêkêmasî belav dibe, û dikare li ser xalek pir piçûk a bi enerjiyeke pir konsantre were fokuskirin.
Rêweriya Hêja
Lazer ji her çavkaniyek din a ronahiyê pir çêtir rêwerz e, hema hema wekî tîrêjek paralel tevdigere. Tewra dema ku ber bi Heyvê ve (nêzîkî 384,000 km dûr) were armanc kirin jî, qûtra xalê tenê nêzîkî 2 km ye.
Monokromatîkbûna Baş
Ronahiya lazerê ya ji emîsyona teşwîqkirî xwedî rêzek frekansê ya pir teng e. Bi gotineke hêsan, lazer xwedî monokromatîsyonek pir baş e - "rengê" wê pir paqij e. Monokromatîkbûn ji bo sepanên pêvajoya lazerê pir girîng e.
Ronahiya Bilind
Qaymaqkirina bi lazerê rêweriya hêja û dendika hêza bilind a tîrêjên lazerê bikar tîne. Lazer bi rêya pergalek optîkî li deverek pir piçûk tê fokuskirin, di demek pir kurt de çavkaniyek germê ya pir konsantre çêdike, materyalê dihelîne û xal û dirûnên qaymaqê yên stabîl çêdike.
Awantajên Welding Laser
Li gorî rêbazên din ên weldingê, weldinga lazerê van pêşkêşî dike:
- Kombûna enerjiyê ya bilind, karîgeriya weldingê ya bilind, rastbûna bilind, û rêjeyek kûrahî-firehî ya mezin a weldingan.
- Têketina germê kêm, herêma germê ya bandorkirî ya piçûk, stres û deformasyona mayî ya herî kêm.
- Qaymaqkirina bêtemas, veguhestina fîber-optîk a nerm, gihîştina baş, û otomasyona bilind.
- Sêwirana hevbeş a nerm, madeyên xav xilas dike.
- Enerjiya bi awayekî rast kontrolkirî, encamên welding ên stabîl, û xuyangek welding a hêja.
Pêvajoyên Qeydakirina Lazerê ji bo Materyalên Metalî
Tev stîl
- Encamên baş dikarin bi pulsên pêla çargoşeyî yên asayî werin bidestxistin.
- Girêdanan bi vî rengî sêwirînin ku deverên kaynakirinê ji materyalên ne-metalîk dûr bigirin.
- Ji bo hêz û xuyangê qada welding û stûriya parçeya kar têra xwe veqetînin.
- Di dema weldingê de paqijiya parçeya kar û jîngehek hişk misoger bikin.
Alavên Aluminumê
- Refleksîfbûna bilind hêzek lûtkeya lazerê ya bilind hewce dike.
- Di dema weldinga xala pulsê de meyldarê şikestinê ye, ku hêzê kêm dike.
- Pêkhateya materyalê dibe ku bibe sedema rijandinê; materyalên xav ên bi kalîte bilind bikar bînin.
- Encamên çêtir bi mezinahiya xala mezin û firehiya pulsa dirêj.
Sifir û Alavên Sifir
- Refleksîfbûn ji aluminiumê bilindtir e; hêzek lûtkeya lazerê ya hîn bilindtir hewce dike.
- Serê lazerê divê bi goşeyekê were xwar kirin.
- Alavên sifir (tûnc, cupronikel, û hwd.) ji ber hêmanên alokirinê dijwartir têne qelandin; hilbijartina parametreyan bi baldarî hewce ye.
Xeletiyên Hevpar di Welding & Çareseriyên Laser de
Parametreyên çewt an jî xebata nerast pir caran dibin sedema kêmasiyên weldingê, di nav de:
- Şilbûna rûyê
- Porozîteya navxweyî ya weldê
- Şikestinên weldingê
- Deformasyona weldingê
Şilbûna Qelandinê
Şilbûn bi giranî ji ber dendika hêza lazerê ya pir zêde çêdibe: perçeya kar di demek kurt de pir zêde enerjiyê dikişîne, dibe sedema buharbûna giran a materyalê û reaksiyona tund a hewza helandî.
Şilbûn zirarê dide xuyang, rastbûna montajê û hêza qayimkirinê.
Sedem
- Hêza lûtkeya lazerê ya pir zêde.
- Şêweya pêla kaynakirinê ya ne guncaw, nemaze ji bo materyalên bi refleksîfbûna bilind.
- Veqetandina materyalan dibe sedema vegirtina enerjiya bilind a herêmî.
- Gemarîbûn an nepakiyên ne-metalîk li ser rûyê perçeya kar.
- Maddeyên xala helînê ya nizm di navbera an jî di bin perçeyên kar de ku di dema kaynakirinê de gazê çêdikin.
- Strukturên vala yên girtî dibin sedema berfirehbûn û rijandina gazê.
Çareseriyan
- Parametreyan baştir bikin: hêza lûtkeyê kêm bikin an jî şêweyên pêlên stûk bikar bînin.
- Materyalên xav ên bi kalîte û jêhatî bikar bînin.
- Paqijkirina berî qayîşkirinê xurt bikin da ku rûn û qirêjî werin rakirin.
- Sêwirana avahiya weldingê çêtirîn bike.
Porozîteya Navxweyî
Porozî kêmasiya herî gelemper di kaynakirina bi lazerê de ye. Çerxa germî ya bilez û temenê kurt ê hewza helandî nahêle ku gaz derkeve û por çêbike.
Cureyên hevpar: kunên hîdrojenê, kunên karbonmonoksîtê, û kunên hilweşîna qula kilît.
Şikestinên Qeymaqê
Şikestin bi giranî hêza qayîş û temenê xizmetê kêm dikin. Germkirin û sarbûna bilez a qayîşkirina lazerê metirsiya şikestinê zêde dike.
Piraniya şikestinên kaynakirina bi lazerê şikestinên germ in, ku di alloyên alumînyûm û pola yên karbona bilind / alloyên bilind de gelemperî ne.
Bergirtinî
- Ji bo materyalên şikestî, şiklên pêlên pêşgermkirin û sarbûna hêdî lê zêde bikin da ku şikestin kêm bikin.
- Ji bo kêmkirina stresa weldingê, sêwirana girêdanê baştir bikin.
- Di bin performansa wekhev de, materyalên ku meyla şikestina wan kêmtir e hilbijêrin.
Deformasyona Weldingê
Deformasyon gelek caran di pelên zirav, perçeyên kar ên rûbera mezin, an jî di kaynakirina pir-xalî de çêdibe, ku bandorê li ser civandin û performansê dike. Ew ji ber têketina germê ya neyeksan û berfirehbûn / girjbûna germî ya nehevseng çêdibe.
Çareseriyan
- Parametreyan baştir bikin da ku têketina germê kêm bikin: hêza lûtkeyê zêde bikin dema ku firehiya pulsê kêm dikin.
- Leza welding û frekansa pulsê kêmtir bikin da ku germê di yekîneya demê de kêm bikin.
- Ji bo germkirina yekreng, rêza weldkirinê baştir bikin.
Dema şandinê: 25ê Sibatê, 2026
