Լազերային եռակցումը լազերային մշակման տեխնոլոգիայի կիրառման կարևոր կողմերից մեկն է, բայց նաև 21-րդ դարի ամենաակնառու և խոստումնալից եռակցման տեխնոլոգիան: Ավանդական եռակցման մեթոդների համեմատ, լազերային եռակցումն ունի բազմաթիվ առավելություններ, ավելի բարձր եռակցման որակ և ավելի արագ արդյունավետություն: Ներկայումս լազերային եռակցման տեխնոլոգիան լայնորեն կիրառվում է արտադրության, փոշեմետալուրգիայի, ավտոմոբիլային արդյունաբերության, էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության, կենսաբժշկության և այլ ոլորտներում:
Եռակցման լողավազանի ձևավորման մեխանիզմի համաձայն, լազերային եռակցումն ունի երկու հիմնական եռակցման մեխանիզմ՝ ջերմահաղորդական եռակցում և խորը ներթափանցման (փոքր անցքերի) եռակցում: Ջերմահաղորդական եռակցման արդյունքում առաջացած ջերմությունը ջերմափոխանցման միջոցով տարածվում է աշխատանքային մասի վրա, այնպես որ եռակցման մակերեսը հալվում է, գործնականում գոլորշիացման երևույթ չկա, որը հաճախ օգտագործվում է ցածր արագությամբ բարակ պատերով բաղադրիչների եռակցման ժամանակ: Խորը միաձուլման եռակցումը գոլորշիացնում է նյութը և առաջացնում է մեծ քանակությամբ պլազմա: Մեծ ջերմության պատճառով հալված լողավազանի առջևի մասում անցքեր կլինեն: Խորը ներթափանցման եռակցումը կարող է մանրակրկիտ եռակցել աշխատանքային մասը, և մուտքային էներգիան մեծ է, եռակցման արագությունը բարձր է, սա ամենատարածված լազերային եռակցման ռեժիմն է:
Լազերային եռակցման որակի վրա ազդում են բազմաթիվ գործընթացային պարամետրեր, ինչպիսիք են հզորության խտությունը, լազերային իմպուլսային ալիքի ձևը, դեֆոկուսը, եռակցման արագությունը և օժանդակ փչող գազը:
1. Լազերային հզորության խտություն Հզորության խտությունը լազերային մշակման ամենակարևոր պարամետրերից մեկն է: Ավելի բարձր հզորության խտության դեպքում մակերեսային շերտը կարող է տաքացվել մինչև եռման կետ միկրովայրկյանների ընթացքում, ինչը հանգեցնում է մեծ քանակությամբ գոլորշիացման: Հետևաբար, բարձր հզորության խտությունը շատ առավելություններ ունի նյութերի հեռացման գործընթացների համար, ինչպիսիք են ծակումը, կտրումը և փորագրությունը: Ցածր հզորության խտության դեպքում մակերեսային ջերմաստիճանին եռման կետին հասնելու համար անհրաժեշտ է մի քանի միլիվայրկյան, և նախքան մակերեսային շերտը գոլորշիանա, ներքևի շերտը հասնում է հալման կետին, որը հեշտ է դարձնում լավ հալման եռակցումը: Հետևաբար, ջերմահաղորդական լազերային եռակցման դեպքում հզորության խտության միջակայքը 104-106 Վտ/սմ2 է:
2. Լազերային իմպուլսային ալիքի ձև
Լազերային իմպուլսային ալիքի ձևը ոչ միայն կարևոր պարամետր է նյութի հեռացումը նյութի հալումից տարբերակելու համար, այլև հիմնական պարամետր է մշակման սարքավորումների ծավալը և արժեքը որոշելու համար: Երբ բարձր ինտենսիվության լազերային ճառագայթը հասնում է նյութի մակերեսին, նյութի մակերեսը կունենա լազերային էներգիայի 60-90%-ի անդրադարձում և կորուստ, հատկապես ոսկու, արծաթի, պղնձի, ալյումինի, տիտանի և այլ նյութերի դեպքում՝ ուժեղ անդրադարձում, արագ ջերմափոխանակում: Մետաղի անդրադարձումը ժամանակի ընթացքում փոխվում է լազերային իմպուլսային ազդանշանի ընթացքում: Երբ նյութի մակերեսի ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև հալման կետ, անդրադարձումը արագ նվազում է, և երբ մակերեսը հալման վիճակում է, անդրադարձումը կայունանում է որոշակի արժեքի վրա:
3. Իմպուլսի լայնություն Իմպուլսի լայնությունը իմպուլսային լազերային եռակցման կարևոր պարամետր է: Իմպուլսի լայնությունը որոշվում էր ներթափանցման խորությամբ և ջերմային ազդեցության գոտիով: Որքան երկար է իմպուլսի լայնությունը, այնքան մեծ է ջերմային ազդեցության գոտին, և ներթափանցման խորությունը մեծանում է իմպուլսի լայնության 1/2 հզորությամբ: Այնուամենայնիվ, իմպուլսի լայնության մեծացումը կնվազեցնի գագաթնակետային հզորությունը, ուստի իմպուլսի լայնության մեծացումը սովորաբար օգտագործվում է ջերմահաղորդական եռակցման համար, ինչը հանգեցնում է լայն և մակերեսային եռակցման չափի, հատկապես հարմար է բարակ և հաստ թիթեղների փաթաթված եռակցման համար: Այնուամենայնիվ, ցածր գագաթնակետային հզորությունը հանգեցնում է ջերմության ավելցուկային մուտքի, և յուրաքանչյուր նյութ ունի օպտիմալ իմպուլսի լայնություն, որը մեծացնում է ներթափանցումը:
4. Լազերային ապաֆոկուսային եռակցումը սովորաբար պահանջում է որոշակի քանակությամբ ապաֆոկուս, քանի որ կետի կենտրոնում լազերի ֆոկուսի հզորության խտությունը չափազանց բարձր է, հեշտ է գոլորշիանալ անցքերի մեջ: Հզորության խտության բաշխումը համեմատաբար միատարր է լազերային ֆոկուսից հեռու գտնվող յուրաքանչյուր հարթությունում: Կան ապաֆոկուսացման երկու մեթոդ՝ դրական ապաֆոկուսացում և բացասական ապաֆոկուսացում: Եթե ֆոկուսային հարթությունը գտնվում է աշխատանքային մասի վերևում, դա դրական ապաֆոկուսացում է, հակառակ դեպքում՝ բացասական ապաֆոկուսացում: Երկրաչափական օպտիկայի տեսության համաձայն, երբ դրական և բացասական ապաֆոկուսացման հարթությունների և եռակցման հարթության միջև հեռավորությունը հավասար է, համապատասխան հարթության վրա հզորության խտությունը մոտավորապես նույնն է, բայց ստացված եռակցման լողավազանի իրական ձևը տարբեր է: Բացասական ապաֆոկուսացման դեպքում կարելի է ստանալ ավելի մեծ թափանցելիություն, ինչը կապված է հալված լողավազանի ձևավորման գործընթացի հետ:
5, եռակցման արագություն։ Եռակցման արագությունը որոշում է եռակցման մակերեսի որակը, թափանցելիությունը, ջերմային ազդեցության գոտին և այլն։ Եռակցման արագությունը կազդի ժամանակի միավորում ջերմային մուտքի վրա։ Եթե եռակցման արագությունը չափազանց ցածր է, ջերմային մուտքը չափազանց մեծ է, ինչը հանգեցնում է աշխատանքային մասի այրմանը։ Եթե եռակցման արագությունը չափազանց բարձր է, ջերմային մուտքը չափազանց փոքր է, ինչը հանգեցնում է աշխատանքային մասի եռակցման անթափանցիկության։ Եռակցման արագության նվազեցումը սովորաբար օգտագործվում է թափանցելիությունը բարելավելու համար։
6. Օժանդակ փչող պաշտպանիչ գազ Օժանդակ փչող պաշտպանիչ գազը բարձր հզորության լազերային եռակցման կարևորագույն գործընթաց է: Մի կողմից, այն կանխում է մետաղական նյութերի ցողումը և ֆոկուսային հայելու աղտոտումը, մյուս կողմից, այն կանխում է եռակցման գործընթացում առաջացած պլազմայի չափազանց ֆոկուսացումը և լազերի նյութի մակերեսին հասնելը: Լազերային եռակցման գործընթացում հալված ավազանը պաշտպանելու համար հաճախ օգտագործվում են հելիում, արգոն, ազոտ և այլ գազեր, որպեսզի եռակցման տեխնոլոգիայի ընթացքում պաշտպանվի օքսիդացումից: Պաշտպանիչ գազի տեսակը, օդի հոսքի չափը և փչման անկյունը մեծ ազդեցություն ունեն եռակցման արդյունքի վրա: Տարբեր փչման մեթոդները նույնպես որոշակի ազդեցություն ունեն եռակցման որակի վրա:
Հելիումը հեշտությամբ չի իոնացվում (այն ունի բարձր իոնացնող էներգիա), ինչը թույլ է տալիս լազերին սահուն անցնել, իսկ ճառագայթի էներգիան՝ անարգել հասնել աշխատանքային մակերեսին: Սա լազերային եռակցման մեջ օգտագործվող ամենաարդյունավետ պաշտպանիչ գազն է, բայց գինը համեմատաբար թանկ է: Արգոնն ավելի էժան է և խիտ, ուստի այն ունի ավելի լավ պաշտպանություն: Այնուամենայնիվ, այն հեշտությամբ իոնացվում է բարձր ջերմաստիճանի մետաղական պլազմայի կողմից, այդպիսով պաշտպանելով ճառագայթի մի մասը աշխատանքային մասից, նվազեցնելով եռակցման արդյունավետ լազերային հզորությունը, բայց նաև վնասելով եռակցման արագությունը և ներթափանցումը: Արգոնով պաշտպանված եռակցման մակերեսները ավելի հարթ են, քան հելիումով պաշտպանվածները: Ազոտը ամենաէժան պաշտպանիչ գազն է որպես, բայց այն հարմար չէ չժանգոտվող պողպատի որոշ տեսակների եռակցման համար, հիմնականում մետաղագործական խնդիրների պատճառով, ինչպիսիք են կլանումը, որը երբեմն ծակոտիներ է առաջացնում ծալքի գոտում:
Որպես նոր եռակցման տեխնոլոգիա, լազերային եռակցումն ունի բարձր էներգիայի խտության, բարձր արագության, բարձր ճշգրտության, խորը ներթափանցման և ուժեղ հարմարվողականության բնութագրեր: Դրա կիրառումը գնալով ավելի լայն է դառնում, ինչը կարող է ոչ միայն բարելավել արտադրության արդյունավետությունը, այլև բարելավել եռակցման որակը: Լազերային եռակցման տեխնոլոգիան, անշուշտ, ավելի կարևոր դեր կխաղա նյութերի մշակման ոլորտում:
Հրապարակման ժամանակը. Մարտի 28-2023
