ლაზერული შედუღება შეიძლება განხორციელდეს უწყვეტი ან პულსირებული ლაზერული გენერატორის მიერ. ლაზერული შედუღების პრინციპი შეიძლება დაიყოს სითბოს გამტარობის შედუღებაში და ლაზერის ღრმა შერწყმის შედუღებად. ენერგიის სიმკვრივე 104 ~ 105 ვტ/სმ 2 -ზე ნაკლებია სითბოს გამტარობის შედუღება, ამ დროს, დნობის სიღრმე და შედუღების სიჩქარე ნელია; როდესაც ენერგიის სიმკვრივე აღემატება 105 ~ 107 ვ/სმ 2-ს, ლითონის ზედაპირი არის ჩაკეტილი "კლავიშებში" სითბოს მოქმედების ქვეშ, ქმნის ღრმა შერწყმის შედუღებას, რომელსაც აქვს სწრაფი შედუღების სიჩქარის მახასიათებლები და დიდი სიღრმის სიგანე.
დღეს, ჩვენ ძირითადად დავფარებით ძირითადი ფაქტორების ცოდნას, რომლებიც გავლენას ახდენენ ლაზერული ღრმა შერწყმის შედუღების ხარისხზე
1. ლაზერული ძალა
ლაზერის ღრმა შერწყმის შედუღებისას, ლაზერული ენერგია აკონტროლებს როგორც შეღწევადობის სიღრმეს, ასევე შედუღების სიჩქარეს. შედუღების სიღრმე პირდაპირ კავშირშია სხივის სიმძლავრის სიმკვრივესთან და წარმოადგენს ინციდენტის სხივის ენერგიისა და სხივის ფოკუსური ადგილის ფუნქციას. საერთოდ, გარკვეული დიამეტრის ლაზერული სხივისთვის, შეღწევადობის სიღრმე იზრდება სხივის ენერგიის ზრდით.
2. ფოკუსური ადგილი
სხივის ლაქის ზომა ლაზერული შედუღების ერთ -ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ცვლადია, რადგან ის განსაზღვრავს ენერგიის სიმკვრივეს. მაგრამ მისი გაზომვა გამოწვევაა მაღალი სიმძლავრის ლაზერებისთვის, თუმცა არსებობს მრავალი არაპირდაპირი გაზომვის ტექნიკა.
სხივის ფოკუსის დიფრაქციის ზღვრის ზღვარი შეიძლება გამოითვალოს დიფრაქციის თეორიის მიხედვით, მაგრამ ფაქტობრივი ლაქის ზომა უფრო დიდია, ვიდრე გამოთვლილი მნიშვნელობა, ცუდი ფოკალური ასახვის არსებობის გამო. გაზომვის უმარტივესი მეთოდია ISO-ტემპერატურის პროფილის მეთოდი, რომელიც ზომავს ფოკალური ადგილის დიამეტრს და პერფორაციას სქელი ქაღალდის შემდეგ იწვის და შეაღწევს პოლიპროპილენის ფირფიტას. ეს მეთოდი გაზომვის პრაქტიკის საშუალებით, ოსტატებს ლაზერული ენერგიის ზომასა და სხივის მოქმედების დროს.
3. დამცავი გაზი
ლაზერული შედუღების პროცესი ხშირად იყენებს დამცავ გაზებს (ჰელიუმი, არგონი, აზოტი), რათა დაიცვან მდნარი აუზი, ხელს უშლის სამუშაო ნაწილს შედუღების პროცესში დაჟანგვისგან. დამცავი გაზის გამოყენების მეორე მიზეზი არის ფოკუსირებული ობიექტივის დაცვა ლითონის ორთქლების მიერ დაბინძურებისგან და თხევადი წვეთების მიერ გაფუჭებისგან. განსაკუთრებით მაღალი სიმძლავრის ლაზერული შედუღებისას, Ejecta ხდება ძალიან ძლიერი, აუცილებელია ობიექტივის დაცვა. დამცავი გაზის მესამე ეფექტი ის არის, რომ ის ძალზე ეფექტურია მაღალი სიმძლავრის ლაზერული შედუღებით წარმოქმნილი პლაზმური ფარის გაფანტვაში. ლითონის ორთქლი შთანთქავს ლაზერის სხივი და იონიზდება პლაზმური ღრუბელში. ლითონის ორთქლის გარშემო დამცავი გაზი ასევე იონიზდება სითბოს გამო. თუ ძალიან ბევრი პლაზმაა, ლაზერული სხივი გარკვეულწილად მოიხმარს პლაზმას. როგორც მეორე ენერგია, პლაზმა არსებობს სამუშაო ზედაპირზე, რაც შედუღების სიღრმეზე უფრო ზედაპირს და შედუღების აუზს უფრო ფართოვდება.
როგორ ავირჩიოთ სათანადო ფარის გაზი?
4. შთანთქმის მაჩვენებელი
მასალის ლაზერული შეწოვა დამოკიდებულია მასალის ზოგიერთ მნიშვნელოვან თვისებებზე, მაგალითად, შთანთქმის სიჩქარე, რეფლექსია, თერმული კონდუქტომეტრული, დნობის ტემპერატურა და აორთქლების ტემპერატურა. ყველა ფაქტორს შორის, ყველაზე მნიშვნელოვანია შთანთქმის მაჩვენებელი.
ორი ფაქტორი გავლენას ახდენს მასალის შთანთქმის სიჩქარეზე ლაზერულ სხივზე. პირველი არის მასალის წინააღმდეგობის კოეფიციენტი. დადგინდა, რომ მასალის შთანთქმის სიჩქარე პროპორციულია წინააღმდეგობის კოეფიციენტის კვადრატულ ფესვთან, ხოლო წინააღმდეგობის კოეფიციენტი განსხვავდება ტემპერატურით. მეორეც, მასალის ზედაპირული მდგომარეობა (ან დასრულება) მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს სხივის შთანთქმის სიჩქარეზე, რაც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს შედუღების ეფექტზე.
5. შედუღების სიჩქარე
შედუღების სიჩქარე დიდ გავლენას ახდენს შეღწევადობის სიღრმეზე. სიჩქარის გაზრდა შეღწევადობის სიღრმეს გახდის, მაგრამ ძალიან დაბალი გამოიწვევს მასალების გადაჭარბებულ დნობას და სამუშაო ნაწილის შედუღებას. აქედან გამომდინარე, არსებობს შედუღების სიჩქარის შესაბამისი დიაპაზონი კონკრეტული მასალისთვის, რომელსაც აქვს გარკვეული ლაზერული ენერგია და გარკვეული სისქე, ხოლო მაქსიმალური შეღწევადობის სიღრმე შეიძლება მიიღოთ შესაბამისი სიჩქარის მნიშვნელობით.
6. ფოკუსური ლინზების ფოკალური სიგრძე
ფოკუსის ობიექტივი, როგორც წესი, დამონტაჟებულია შედუღების იარაღის თავში, ზოგადად, შერჩეულია 63 ~ 254 მმ (დიამეტრი 2.5 "~ 10") ფოკალური სიგრძე. ფოკუსირება ლაქების ზომა პროპორციულია ფოკალური სიგრძისა, მით უფრო მოკლეა ფოკალური სიგრძე, რაც უფრო მცირეა ლაქა. ამასთან, ფოკალური სიგრძის სიგრძე ასევე გავლენას ახდენს ფოკუსის სიღრმეზე, ანუ ფოკუსის სიღრმე სინქრონულად იზრდება ფოკალურ სიგრძესთან, ასე რომ, მოკლე ფოკუსის სიგრძე შეიძლება გააუმჯობესოს ენერგიის სიმკვრივე, არამედ იმის გამო, რომ ფოკუსის სიღრმე მცირეა, მანძილი ობიექტივსა და სამუშაო ნაწილს შორის ზუსტად უნდა იყოს შენარჩუნებული, ხოლო შეღწევადობის სიღრმე არ არის დიდი. შედუღების დროს splashes და ლაზერული რეჟიმის გავლენის გამო, ფაქტობრივი შედუღების დროს გამოყენებული უმოკლეს ფოკუსური სიღრმე ძირითადად 126 მმ (დიამეტრი 5 "). ობიექტივი, რომელსაც აქვს ფოკუსური სიგრძე 254 მმ (დიამეტრი 10"), შეიძლება შეირჩეს, როდესაც seam დიდია ან შედუღება უნდა გაიზარდოს ლაქის ზომის გაზრდით. ამ შემთხვევაში, საჭიროა უფრო მაღალი ლაზერული გამომავალი ენერგია (ენერგიის სიმკვრივე) ღრმა შეღწევადობის ხვრელის ეფექტის მისაღწევად.
მეტი შეკითხვები ლაზერული შედუღების აპარატის ფასისა და კონფიგურაციის შესახებ
პოსტის დრო: SEP-27-2022