Prensîba Makîneya Qutkirina Hîbrîd a Laser-Oxyfuel

Birîna kompozît a bi agirê lazer bi gelemperî behsa "birîna oksîjenê ya lazerê”, ku yek ji pêvajoyên sereke yên birîna lazerê ye (du yên din birîna bi helandina lazerê û birîna bi buharkirina lazerê ne). Ev nayê wê wateyê ku "agirê bi lazerê çêdibe", lê belê pêvajoyeke hîbrîd e ku lazerê wekî çavkaniyeke germê bikar tîne, ku bi oksîjena paqij wekî gazeke alîkar ve tê temamkirin, da ku di dema pêvajoya birînê de reaksiyoneke şewitandina oksîdasyonê ya bihêz (ango, "agir") di metalan de (bi piranî materyalên pola) bide destpêkirin. Ev pêvajo enerjiya germî ya ji reaksiyona kîmyewî bikar tîne da ku performansa birînê bi girîngî zêde bike.

Piştre, em ê prensîba wê ji çend perspektîfan ve bi berfirehî rave bikin:

Prensîba bingehîn: Şewitandina metalê ya bi kontrolkirina lazerê

1. Rola lazerê (şewitandin û parastin):

• Tîrêjeke lazerê ya bi densiteya enerjiya bilind li ser rûyê perçeya kar tê balkişandin, dibe sedema ku germahiya metalê tîrêjkirî bi lez bilind bibe û bigihîje xala şewitandina wê (ji bo hesin nêzîkî 1350°C).
• Tîrêjên lazerê çavkaniyek germê ya domdar, rast û bi enerjiya bilind peyda dikin ku ne tenê reaksiyonê pêdixe, lê ya girîngtir jî qada reaksiyonê di germahiyek bilind de dihêle.

2. Rola oksîjenê (maddeya şewitandinê û paqijker):

• Herikeke oksîjena bi zexta bilind û paqijiya bilind bi tîrêjê lazerê re bi hevahengî li ser xala metalî ya ku ji hêla lazerê ve tê germ kirin tê şandin.
• Hesin (Fe) ku digihîje xala şewitandinê û oksîjen (O₂) reaksiyoneke oksîdasyonê ya tund (şewitandin) derbas dikin: 4Fe 3O₂ → 2Fe2O, germahî
• Ev reaksiyon gelek germê berdide (nêzîkî 3-5 qat enerjiya lazerê bi xwe!), Ev mifteya enerjiya "tevlihev" e. Ev germahiya zêde kapasîteya helandin/gazkirinê ya giştî pir zêde dike.

3. Pêvajoya hevkariyê ya tevlihev:

• Germkirin û pêxistin: Lazer pêşî metalê herêmî heta xala pêxistinê germ dike.
• Şewitandina eksotermîk: derzîkirina oksîjenê, metal bi tundî dişewite, germahiyek pir zêdetir ji ya ku lazer bi xwe dikare peyda bike çêdike, metal bi lez dihele an jî oksîd dike, û şlak (bi piranî Feo û Fe3o4) çêdike.
• Bakirin û Şêwekirin: Roleke din a girîng a herikîna gaza oksîjenê ya bi zexta bilind ew e ku oksîda metalê heliyayî (şil) a ku ji reaksiyonê ji dirûna birrînê çêdibe, bi tundî mîna "kêrek hewayî" bifirîne da ku rûyek birrînê ya paqij û nisbeten nerm çêbike.

Berdewam: Tîrêjên lazerê li pêşiyê diçin, bi berdewamî devera nû germ dikin, û reaksiyona şewitandinê li dû fokusa lazerê ber bi pêş û ber bi jêr dimeşe, û di dawiyê de derbasî perçeya kar dibin û birînekê çêdikin.

Ev rêbaza "tevlihev" çawa ewqas bi bandor e? (Avantaj)

1. Şîyaneke bihêz ji bo birîna lewheyên stûr:Ji bo pola karbonê (wek pola kêm karbon), birîna oksîjenê ya lazer rêbaza herî erzan û herî bilez e ji bo birîna lewheyên navîn û stûr (bi gelemperî ji 6 mm zêdetir, heta 30 mm an jî stûrtir). Birîna helandina lazerê ya paqij (wek bi nîtrojenê) hewce dike ku bi tevahî xwe bispêre enerjiya lazerê da ku metal bihelîne, rûyê lewheya stûr xuya dike ku ne bes e.

2. Leza birrîna bilez:ji ber zêdekirina enerjiya kîmyewî ya reaksiyona şewitandina metal, têketina enerjiya giştî ji ya enerjiya lazerê ya yekane pir zêdetir e, ji ber vê yekê leza birrînê ji birrîna helandinê di bin heman hêzê de pir zûtir e.

3Pêdiviyên hêza alavan nisbeten kêm in:Ji bo birîna heman pola karbonê, hêza lazerê ya ku ji bo birîna oksîjenê ya lazerê hewce dike dikare ji ya birîna helandina lazerê ya paqij pir kêmtir be, lêçûnên alavan û xerckirina enerjiyê kêm bike.

4. Kalîteya birrîna baş:Ji bo plakayên stûr ên pola karbonê, rûyek birrînê ya bi vertîkalîteyek baş û şlaka kêmtir (rewşa îdeal) dikare were bidestxistin.

Taybetmendî û sînorkirinên pêvajoyê

1. Hilbijartina materyalê:

• Bi taybetî ji bo metalên reaktîf: Materyalê sepandina herî tîpîk û îdeal pola karbonê ye.

• Ne ji bo pola zengarnegir, aluminium, sifir û hwd. minasib e:
• Pola zengarnegir: krom (Cr) û hêmanên din dê oksîdên xala helandinê ya bilind (wek Cr2O3) çêbikin, ku rê li ber berdewamiya reaksiyona oksîdasyonê digirin, û şoka bi hêsanî nayê avêtin, di encamê de rûyê birrîna hişk û daliqandina şoka cidî çêdibe.
• Aluminyûm û sifir: xala helandina oksîdên wê (Al2O3,CuO) ji ya substratê bi xwe pir bilindtir e, rûyê wê wekî qalikek hişk vedişêre, nahêle ku reaksiyon berdewam bike, û li hember lazerê refleksîfek bilind heye.

2. Taybetmendiyên rûyê birrînê:

• Ji ber reaksiyona oksîdasyonê, rûyê birînê dê qatek oksîdê hebe (dişibihe dermankirina şînkirinê) û dibe ku hinekî xav be (li gorî aliyê geş ê birîna nîtrojenê).
• Dibe ku li binî şoka sivik daliqandî be, ku divê bi baştirkirina parametreyên pêvajoyê were kêmkirin.

3. Herêma ku ji germê bandor bûye mezintir e:Reaksiyona oksîdasyonê ya tund dê germê bêtir çêbike, di encamê de herêma germê ya bandorkirî ya perçeya kar ji ya helandin û birîna lazerê firehtir dibe, û deformasyona germî ya giştî ya perçeya kar dibe ku hinekî mezintir be.

Berawirdkirin bi pêvajoyên din ên birrînê re

VS. Birîna nîtrojenê ya lazerê ya paqij (birîna helandinê):

• Birîna nîtrojenê: bi helandina lazerê ya metal, bi nîtrojena zexta bilind ve helandinê dûr dixe. Tu reaksiyona oksîdasyonê tune, beş geş e û tebeqeya oksîdê tune ye, lê leza wê hêdî ye, xerckirina gazê zêde ye, û lêçûn jî zêde ye. Ji bo pola zengarnegir, aluminium û hwd. minasib e, û ji bo pola karbonê ya stûr ne aborî ye.
• Birîna oksîjenê: zêdekirina reaksiyona oksîdasyonê, leza bilez, lêçûna kêm, ji bo pola karbonê minasib e, lê beş xwedî qatek oksîdê ye.

VS. Birîna agir a kevneşopî (birîna oksîasetilen):

• Agirê kevneşopî: bi pêşgermkirina agir, birrîna şewitandina oksîjena paqij. Germkirina pêşwext a hêdî, çirandina fireh, rastbûna kêm û deformasyona germî ya mezin.
• Birîna oksîjenê ya lazer: bi rastbûna lazerê ya enerjiya bilind, germkirina bilez, dirûna birrînê pir teng e (û qalindahiya xala lazerê), rastbûna bilind, piçûk e
• ll meyl, bandora germî ya piçûk, modernîzasyona birrîna agir a kevneşopî ye, guhertoya nûvekirina rastbûna bilind e.

Berhevkirinî

Prensîba bingehîn a makîneya birrîna kompozîta lazer a agirê lazer (oksîjena lazer) ew e ku tîrêjek lazer a enerjiya bilind bikar bîne da ku reaksiyona şewitandina tund a metal (hesin) di hawîrdorek oksîjena paqij de bi awayekî rast pêxe û biparêze, û enerjiya germî ya lazerê bi enerjiya kîmyewî ya oksîdasyona metalê re bike yek da ku bandora birrîna "1 1>2" bi dest bixe. Ew bi rengek bêkêmasî avantajên rastbûna bilind û fokusa bilind a lazerê bi avantajên karîgeriya bilind û lêçûna kêm a şewitandina oksîjenê re dike yek, ku ew dike pêvajoyek sereke ya bêhempa di warê birrîna pelên pola karbonê yên navîn û stûr de.