Lasersuðun er einn mikilvægasti þátturinn í notkun leysivinnslutækni, en einnig sú áhugaverðasta og efnilegasta suðutækni á 21. öldinni. Í samanburði við hefðbundnar suðuaðferðir hefur lasersuðun marga kosti, meiri suðugæði og hraðari skilvirkni. Sem stendur hefur lasersuðutækni verið mikið notuð í framleiðslu, duftmálmvinnslu, bílaiðnaði, rafeindaiðnaði, líftækni og öðrum sviðum.
Samkvæmt myndunarferli suðulaugarinnar hefur leysissuðu tvær grunnsuðuaðferðir: varmaleiðnissuðu og djúpsuðu (smágötusuðu). Hitinn sem myndast við varmaleiðnissuðu dreifist á vinnustykkið með varmaflutningi, þannig að yfirborð suðunnar bráðnar og í grundvallaratriðum myndast engin uppgufun, sem er oft notað við suðu á lághraða þunnveggjahluta. Djúpbræðsuðu gufar upp efnið og myndar mikið magn af plasma. Vegna mikils hita myndast göt í framenda bráðnu laugarinnar. Djúpbræðsuðu getur suðað vinnustykkið vel, inntaksorkan er mikil og suðuhraðinn er mikill og er mest notaða leysissuðuaðferðin.
Margir ferlisþættir hafa áhrif á gæði leysissuðu, svo sem aflþéttleiki, bylgjuform leysipúlss, ófókus, suðuhraði og hjálparblástursgas.
1. Orkuþéttleiki leysigeisla Orkuþéttleiki er einn mikilvægasti þátturinn í leysigeislavinnslu. Með hærri orkuþéttleika er hægt að hita yfirborðslagið upp í suðumark innan míkrósekúndu, sem veldur mikilli uppgufun. Þess vegna er hár orkuþéttleiki mjög hagstæður fyrir efnisfjarlægingarvinnslu, svo sem gata, skurð og leturgröft. Við lágan orkuþéttleika tekur það nokkrar millisekúndur fyrir yfirborðshitastigið að ná suðumarki, og áður en yfirborðslagið gufar upp nær neðsta lagið bræðslumarki, sem auðveldar góða samsuðu. Þess vegna, í varmaleiðnisveituleysigeisla, er orkuþéttleikabilið 104-106W/cm2.
2. Bylgjuform leysigeisla
Bylgjuform leysigeisla er ekki aðeins mikilvægur þáttur til að greina á milli efniseyðingar og bráðnunar, heldur einnig lykilþáttur til að ákvarða magn og kostnað vinnslubúnaðar. Þegar hástyrkur leysigeisli lendir á yfirborði efnisins mun 60 ~ 90% af orku leysigeislans endurspeglast og tapast á yfirborði efnisins, sérstaklega gull, silfur, kopar, ál, títan og önnur efni endurspeglast sterkt og varmaflutningurinn er hraður. Endurspeglun málms breytist með tímanum meðan á leysigeislamerki stendur. Þegar yfirborðshitastig efnisins hækkar að bræðslumarki minnkar endurspeglunin hratt og þegar yfirborðið er í bráðnu ástandi stöðugast endurspeglunin við ákveðið gildi.
3. Púlsbreidd Púlsbreidd er mikilvægur þáttur í púlsuðum leysigeisla. Púlsbreiddin er ákvörðuð af dýpt suðu og hitaáhrifasvæðinu. Því lengri sem púlsbreiddin er, því stærra er hitaáhrifasvæðið og dýpt suðu eykst með 1/2 afli púlsbreiddarinnar. Hins vegar mun aukning púlsbreiddarinnar draga úr hámarksafli, þannig að aukning púlsbreiddarinnar er almennt notuð fyrir varmaleiðnisuðu, sem leiðir til breiðari og grunnari suðustærðar, sérstaklega hentugur fyrir suðu á þunnum og þykkum plötum. Hins vegar leiðir lægri hámarksafli til umfram hitainnstreymis og hvert efni hefur bestu púlsbreidd sem hámarkar suðu.
4. Ófókuseruð leysissuðu krefst venjulega ákveðins magns af ófókuseruðu, þar sem leysigeislafókusinn í miðju punktsins er of hár og gufar auðveldlega upp í holur. Dreifing orkuþéttleikans er tiltölulega jöfn í hverju plani frá leysigeislafókusnum. Það eru tvær aðferðir við ófókuseruðu: jákvæð ófókuseruð og neikvæð ófókuseruð. Ef brenniplanið er staðsett fyrir ofan vinnustykkið er það jákvæð ófókuseruð; annars er það neikvæð ófókuseruð. Samkvæmt rúmfræðilegri ljósfræðikenningu er orkuþéttleikinn á samsvarandi plani nokkurn veginn sá sami þegar fjarlægðin milli jákvæðu og neikvæðu ófókuseruðu plananna og suðuplansins er jöfn, en raunveruleg lögun suðulaugarinnar er önnur. Ef neikvæður ófókuseraður er hægt að fá meiri gegndræpi, sem tengist myndunarferli bráðins laugar.
5, suðuhraði Suðuhraði ákvarðar gæði suðuyfirborðsins, gegndræpi, hitaáhrifasvæði o.s.frv. Suðuhraðinn hefur áhrif á varmainntak á tímaeiningu. Ef suðuhraðinn er of hægur er varmainntakið of mikið, sem leiðir til þess að vinnustykkið brennur í gegn. Ef suðuhraðinn er of mikill er varmainntakið of lítið, sem leiðir til þess að vinnustykkið ógegnsætt suðust. Að draga úr suðuhraða er venjulega notað til að bæta gegndræpi.
6, hjálparblástursverndargas hjálparblástursverndargas er nauðsynlegt ferli í öflugri leysigeislasuðu. Annars vegar er það til að koma í veg fyrir að málmefni sputtrist og mengi fókusspegilinn; hins vegar er það til að koma í veg fyrir að plasma sem myndast við suðuna fókusist of mikið og koma í veg fyrir að leysirinn nái til yfirborðs efnisins. Í leysigeislasuðu eru helíum, argon, köfnunarefni og aðrar lofttegundir oft notaðar til að vernda bráðna laugina, þannig að vinnustykkið sé varið gegn oxun í suðutækninni. Þættir eins og tegund verndargassins, stærð loftflæðisins og blásturshorn hafa mikil áhrif á suðuniðurstöðuna. Mismunandi blástursaðferðir hafa einnig ákveðin áhrif á suðugæðin.
Helíum jónast ekki auðveldlega (það hefur mikla jónandi orku), sem gerir leysigeislanum kleift að fara greiðlega og geislaorkan ná óhindrað að yfirborði vinnustykkisins. Þetta er áhrifaríkasta verndargasið sem notað er í leysissuðu, en verðið er tiltölulega hátt. Argon er ódýrara og þéttara, þannig að það veitir betri vörn. Hins vegar jónast það auðveldlega af háhita málmplasma, sem verndar hluta geislans fyrir vinnustykkinu, dregur úr virkum leysigeislakrafti suðunnar, en einnig skaðar suðuhraða og gegndræpi. Yfirborð suðu sem eru verndað með argoni eru sléttari en þau sem eru verndað með helíum. Köfnunarefni er ódýrast sem verndargas, en það hentar ekki fyrir sumar gerðir af ryðfríu stáli suðu, aðallega vegna málmfræðilegra vandamála, svo sem frásogs, sem stundum myndar svitaholur í skurðarsvæðinu.
Sem ný suðutækni hefur leysissuðu einkenni eins og mikla orkuþéttleika, mikinn hraða, mikla nákvæmni, djúpa skarpskyggni og sterka aðlögunarhæfni. Notkun hennar er sífellt víðtækari, sem getur ekki aðeins bætt framleiðsluhagkvæmni heldur einnig bætt suðugæði. Leysissuðutækni mun örugglega gegna mikilvægara hlutverki á sviði efnisvinnslu.
Birtingartími: 28. mars 2023
