L-iwweldjar bil-lejżer huwa wieħed mill-aspetti importanti tal-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-ipproċessar tal-lejżer, iżda wkoll l-aktar teknoloġija tal-iwweldjar li tiġbed l-għajn u promettenti fis-seklu 21. Meta mqabbel mal-metodi tradizzjonali tal-iwweldjar, l-iwweldjar bil-lejżer għandu ħafna vantaġġi, kwalità tal-iwweldjar ogħla u effiċjenza aktar mgħaġġla. Fil-preżent, it-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer intużat ħafna fil-manifattura, il-metallurġija tat-trab, l-industrija tal-karozzi, l-industrija elettronika, il-bijomediċina u oqsma oħra.
Skont il-mekkaniżmu tal-formazzjoni tal-ġabra tal-iwweldjar, l-iwweldjar bil-lejżer għandu żewġ mekkaniżmi bażiċi tal-iwweldjar: iwweldjar bil-konduzzjoni tas-sħana u iwweldjar bil-penetrazzjoni profonda (toqob żgħar). Is-sħana ġġenerata mill-iwweldjar bil-konduzzjoni tas-sħana hija mxerrda mal-biċċa tax-xogħol permezz tat-trasferiment tas-sħana, sabiex il-wiċċ tal-iwweldjar jiddewweb, bażikament mingħajr fenomenu ta' vaporizzazzjoni, li ħafna drabi jintuża fl-iwweldjar ta' komponenti b'ħitan irqaq b'veloċità baxxa. L-iwweldjar bil-fużjoni profonda jivvaporizza l-materjal u jifforma ammont kbir ta' plażma. Minħabba s-sħana kbira, se jkun hemm toqob fit-tarf ta' quddiem tal-ġabra mdewba. L-iwweldjar bil-penetrazzjoni profonda jista' jissaldja l-biċċa tax-xogħol sewwa, u l-enerġija tad-dħul hija kbira, il-veloċità tal-iwweldjar hija mgħaġġla, hija l-aktar mod ta' wweldjar bil-lejżer użat ħafna.
Hemm ħafna parametri tal-proċess li jaffettwaw il-kwalità tal-iwweldjar bil-lejżer, bħad-densità tal-qawwa, il-forma tal-mewġa tal-polz tal-lejżer, id-defokus, il-veloċità tal-iwweldjar u l-gass awżiljarju tan-nfiħ.
1. Densità tal-qawwa tal-lejżer Id-densità tal-qawwa hija waħda mill-aktar parametri kritiċi fl-ipproċessar tal-lejżer. B'densità ta' qawwa ogħla, is-saff tal-wiċċ jista' jissaħħan sal-punt tat-togħlija f'medda ta' żmien ta' mikrosekonda, u jiġġenera ammont kbir ta' vaporizzazzjoni. Għalhekk, id-densità għolja tal-qawwa hija vantaġġuża ħafna għall-ipproċessar tat-tneħħija tal-materjal, bħal titqib, qtugħ u inċiżjoni. Għal densità baxxa ta' qawwa, jieħu diversi millisekondi biex it-temperatura tal-wiċċ tilħaq il-punt tat-togħlija, u qabel ma s-saff tal-wiċċ jivvaporizza, is-saff t'isfel jilħaq il-punt tat-tidwib, li huwa faċli biex tifforma wweldjar tajjeb għall-fużjoni. Għalhekk, fl-iwweldjar bil-lejżer b'konduttività tas-sħana, il-medda tad-densità tal-qawwa hija 104-106W/cm2.
2. Forma tal-mewġa tal-polz tal-lejżer
Il-forma tal-mewġa tal-polz tal-lejżer mhix biss parametru importanti biex tiddistingwi t-tneħħija tal-materjal mit-tidwib tal-materjal, iżda wkoll parametru ewlieni biex jiġu ddeterminati l-volum u l-ispiża tat-tagħmir tal-ipproċessar. Meta raġġ tal-lejżer ta' intensità għolja jasal fuq il-wiċċ tal-materjal, il-wiċċ tal-materjal ikollu riflessjoni u telf ta' enerġija tal-lejżer ta' 60 ~ 90%, speċjalment id-deheb, il-fidda, ir-ram, l-aluminju, it-titanju u materjali oħra b'riflessjoni qawwija, u trasferiment tas-sħana mgħaġġel. Ir-riflettanza ta' metall tvarja maż-żmien waqt sinjal tal-polz tal-lejżer. Meta t-temperatura tal-wiċċ tal-materjal titla' sal-punt tat-tidwib, ir-riflettività tonqos malajr, u meta l-wiċċ ikun fi stat ta' tidwib, ir-riflessjoni tistabbilizza ruħha f'ċertu valur.
3. Wisa' tal-impuls Il-wisa' tal-impuls hija parametru importanti tal-iwweldjar bil-lejżer pulsat. Il-wisa' tal-impuls hija determinata mill-fond tal-penetrazzjoni u ż-żona affettwata mis-sħana. Iktar ma tkun twila l-wisa' tal-impuls, akbar tkun iż-żona affettwata mis-sħana, u l-fond tal-penetrazzjoni jiżdied bin-nofs tal-qawwa tal-wisa' tal-impuls. Madankollu, iż-żieda fil-wisa' tal-impuls tnaqqas il-qawwa massima, għalhekk iż-żieda fil-wisa' tal-impuls ġeneralment tintuża għall-iwweldjar bil-konduzzjoni tas-sħana, li tirriżulta f'daqs ta' weldjatura wiesa' u baxx, speċjalment adattat għall-iwweldjar bil-lap ta' pjanċi rqaq u ħoxnin. Madankollu, qawwa massima aktar baxxa tirriżulta f'input ta' sħana żejda, u kull materjal għandu wisa' tal-impuls ottimali li timmassimizza l-penetrazzjoni.
4, l-iwweldjar bil-lejżer b'defokus ġeneralment jeħtieġ ċertu ammont ta' defokus, minħabba li d-densità tal-qawwa tal-fokus tal-lejżer fiċ-ċentru tal-post hija għolja wisq, faċli biex tevapora fit-toqob. Id-distribuzzjoni tad-densità tal-qawwa hija relattivament uniformi f'kull pjan 'il bogħod mill-fokus tal-lejżer. Hemm żewġ metodi ta' defokus: defokus pożittiv u defokus negattiv. Jekk il-pjan fokali jinsab 'il fuq mill-biċċa tax-xogħol, ikun defokus pożittiv; inkella, ikun defokus negattiv. Skont it-teorija tal-ottika ġeometrika, meta d-distanza bejn il-pjani ta' defokus pożittivi u negattivi u l-pjan tal-iwweldjar tkun ugwali, id-densità tal-qawwa fuq il-pjan korrispondenti hija bejn wieħed u ieħor l-istess, iżda l-forma attwali tal-ġabra tal-iwweldjar miksuba hija differenti. Fil-każ ta' defokus negattiv, tista' tinkiseb penetrazzjoni akbar, li hija relatata mal-proċess tal-formazzjoni tal-ġabra mdewba.
5, veloċità tal-iwweldjar Il-veloċità tal-iwweldjar tiddetermina l-kwalità tal-wiċċ tal-iwweldjar, il-penetrazzjoni, iż-żona affettwata mis-sħana, eċċ. Il-veloċità tal-iwweldjar taffettwa l-input tas-sħana għal kull unità ta' ħin. Jekk il-veloċità tal-iwweldjar tkun bil-mod wisq, l-input tas-sħana jkun kbir wisq, u jirriżulta li l-biċċa tax-xogħol tinħaraq. Jekk il-veloċità tal-iwweldjar tkun mgħaġġla wisq, l-input tas-sħana jkun żgħir wisq, u jirriżulta li l-biċċa tax-xogħol tal-iwweldjar issir opaka. It-tnaqqis tal-veloċità tal-iwweldjar ġeneralment jintuża biex tittejjeb il-penetrazzjoni.
6, gass protettiv awżiljarju ta' nfiħ Il-gass protettiv awżiljarju ta' nfiħ huwa proċess essenzjali fl-iwweldjar bil-lejżer ta' qawwa għolja. Minn naħa waħda, biex jipprevjeni li l-materjali tal-metall jitfarrku u jniġġsu l-mera tal-iffukar; Min-naħa l-oħra, biex jipprevjeni li l-plażma ġġenerata fil-proċess tal-iwweldjar tiffoka wisq u tipprevjeni li l-lejżer jilħaq il-wiċċ tal-materjal. Fil-proċess tal-iwweldjar bil-lejżer, l-elju, l-argon, in-nitroġenu u gassijiet oħra spiss jintużaw biex jipproteġu l-ġabra mdewba, sabiex il-biċċa tax-xogħol tkun protetta mill-ossidazzjoni fl-inġinerija tal-iwweldjar. Fatturi bħat-tip ta' gass protettiv, id-daqs tal-fluss tal-arja u l-angolu tan-nfiħ għandhom influwenza kbira fuq ir-riżultat tal-iwweldjar. Metodi differenti ta' nfiħ għandhom ukoll ċerta influwenza fuq il-kwalità tal-iwweldjar.
L-elju ma jonizzax faċilment (għandu enerġija jonizzanti għolja), u b'hekk jippermetti li l-lejżer jgħaddi bla xkiel u li l-enerġija tar-raġġ tilħaq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol mingħajr xkiel. Dan huwa l-aktar gass protettiv effettiv użat fl-iwweldjar bil-lejżer, iżda l-prezz huwa relattivament għoli. L-argon huwa irħas u aktar dens, għalhekk għandu protezzjoni aħjar. Madankollu, huwa jonizzat faċilment minn plażma tal-metall f'temperatura għolja, u b'hekk jipproteġi parti mir-raġġ mill-biċċa tax-xogħol, u b'hekk inaqqas il-qawwa effettiva tal-lejżer tal-iwweldjar, iżda jagħmel ħsara wkoll lill-veloċità u l-penetrazzjoni tal-iwweldjar. L-uċuħ tal-weldjaturi protetti bl-argon huma aktar lixxi minn dawk protetti bl-elju. In-nitroġenu huwa l-irħas bħala gass protettiv, iżda mhux adattat għal xi tipi ta' wweldjar tal-istainless steel, prinċipalment minħabba problemi metallurġiċi, bħall-assorbiment, li xi kultant joħloq pori fiż-żona tal-lap.
Bħala teknoloġija ġdida tal-iwweldjar, l-iwweldjar bil-lejżer għandu l-karatteristiċi ta' densità għolja ta' enerġija, veloċità għolja, preċiżjoni għolja, penetrazzjoni profonda u adattabilità qawwija. L-applikazzjoni tiegħu qed issir dejjem aktar estensiva, u dan mhux biss jista' jtejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni, iżda wkoll itejjeb il-kwalità tal-iwweldjar. It-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer żgur li se jkollha rwol aktar importanti fil-qasam tal-ipproċessar tal-materjali.
Ħin tal-posta: 28 ta' Marzu 2023
