Prinċipju tal-Magna tal-Qtugħ Ibrida bil-Laser-Ossiġenu

Il-qtugħ kompost tal-fjamma bil-lejżer ġeneralment jirreferi għal "qtugħ bil-lejżer bl-ossiġnu", li huwa wieħed mill-proċessi ewlenin tat-tqattigħ bil-lejżer (it-tnejn l-oħra huma t-tqattigħ bit-tidwib bil-lejżer u t-tqattigħ bil-vaporizzazzjoni bil-lejżer). Ma jfissirx "fjamma ġġenerata bil-lejżer", iżda pjuttost proċess ibridu li juża lejżer bħala sors ta' sħana, supplimentat b'ossiġnu pur bħala gass ta' assistenza, biex jibda reazzjoni qawwija ta' kombustjoni ta' ossidazzjoni (jiġifieri, "fjamma") fil-metalli (prinċipalment materjali tal-azzar) matul il-proċess tat-tqattigħ. Dan il-proċess jisfrutta l-enerġija termali mir-reazzjoni kimika biex itejjeb b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tat-tqattigħ.

Sussegwentement, se nispjegaw il-prinċipju tiegħu fid-dettall minn diversi perspettivi:

Prinċipju Ewlieni: Kombustjoni tal-Metall Kontrollata Indotta bil-Laser

1. Ir-rwol tal-lejżer (tqabbid u manutenzjoni):

• Raġġ tal-lejżer b'densità għolja ta' enerġija jiġi ffukat fuq il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol, u b'hekk it-temperatura tal-metall irradjat titla' malajr sal-punt tat-tqabbid tiegħu (madwar 1350°C għall-ħadid).
• Ir-raġġ tal-lejżer jipprovdi sors ta' sħana kontinwu, preċiż u ta' enerġija għolja li mhux biss jaqbad ir-reazzjoni, iżda aktar importanti minn hekk iżomm iż-żona tar-reazzjoni f'temperatura għolja.

2. Ir-rwol tal-ossiġnu (aġent tal-kombustjoni u kennies):

• Nixxiegħa waħda ta' ossiġnu bi pressjoni għolja u purità għolja tiġi injettata koassjalment mar-raġġ tal-lejżer fuq il-post tal-metall imsaħħan mil-lejżer.
• Il-ħadid (Fe) li jilħaq il-punt tat-tqabbid u l-ossiġnu (O₂) jgħaddu minn reazzjoni eżotermika ta' ossidazzjoni vjolenti (kombustjoni):4Fe3O₂ → 2Fe2O, sħana
• Din ir-reazzjoni tirrilaxxa ħafna sħana (madwar 3-5 darbiet l-enerġija tal-lejżer innifsu!), Din hija ċ-ċavetta għall-enerġija "komposta". Din is-sħana addizzjonali ttejjeb ħafna l-kapaċità ġenerali tat-tidwib/gassifikazzjoni.

3. Proċess kollaborattiv kompost:

• Tisħin minn qabel u tqabbid: Il-lejżer l-ewwel isaħħan il-metall lokali sal-punt tat-tqabbid.
• Kombustjoni eżotermika: injezzjoni ta' ossiġnu, il-metall jinħaraq b'mod vjolenti, u jiġġenera sħana ħafna ogħla minn dik li jista' jipprovdi l-lejżer innifsu, u jdub malajr jew saħansitra jossida l-metall, u jifforma gagazza (l-aktar FeO u Fe3O4).
• Nfiħ u ffurmar: Rwol importanti ieħor tal-fluss tal-gass ossiġnu bi pressjoni għolja huwa li jonfoħ l-ossidu tal-metall imdewweb (gagazza) iġġenerat mir-reazzjoni mill-ħjata tat-tqattigħ b'mod vjolenti bħal "sikkina tal-arja" biex jifforma wiċċ tat-tqattigħ nadif u relattivament lixx.

Kontinwu: Ir-raġġ tal-lejżer jiċċaqlaq 'il quddiem, kontinwament isaħħan minn qabel iż-żona l-ġdida, u r-reazzjoni tal-kombustjoni ssegwi l-fokus tal-lejżer 'il quddiem u 'l isfel, u fl-aħħar tippenetra l-biċċa tax-xogħol u tifforma qatgħa.

Kif dan l-approċċ "kompost" huwa daqshekk effiċjenti? (Vantaġġ)

1. Kapaċità qawwija biex taqta' pjanċi ħoxnin:Għall-azzar tal-karbonju (bħall-azzar b'livell baxx ta' karbonju), it-tqattigħ bl-ossiġnu bil-lejżer huwa l-aktar metodu kosteffettiv u mgħaġġel għat-tqattigħ ta' pjanċi medji u ħoxnin (ġeneralment aktar minn 6mm, sa 30mm jew saħansitra eħxen). It-tqattigħ bit-tidwib bil-lejżer pur (bħal bin-nitroġenu) jeħtieġ li jiddependi kompletament fuq l-enerġija tal-lejżer biex idub il-metall, u l-wiċċ tal-pjanċa ħoxna jidher li mhux adegwat.

2. Veloċità tat-tqattigħ mgħaġġla:Minħabba ż-żieda tal-enerġija kimika tar-reazzjoni tal-kombustjoni tal-metall, l-input totali tal-enerġija huwa ħafna ogħla minn dak tal-enerġija tal-lejżer waħda, għalhekk il-veloċità tat-tqattigħ hija sinifikament aktar mgħaġġla mit-tqattigħ tat-tidwib taħt l-istess qawwa.

3Ir-rekwiżiti tal-enerġija tat-tagħmir huma relattivament baxxi:Biex taqta' l-istess azzar tal-karbonju, il-qawwa tal-lejżer meħtieġa għat-tqattigħ bl-ossiġnu bil-lejżer tista' tkun ħafna inqas minn dik tat-tqattigħ pur bit-tidwib bil-lejżer, u b'hekk jitnaqqsu l-ispejjeż tat-tagħmir u l-konsum tal-enerġija.

4. Kwalità tajba tat-tqattigħ:Għal pjanċi ħoxnin tal-azzar tal-karbonju, tista' tinkiseb wiċċ tat-tqattigħ b'vertikalità tajba u inqas gagazza (stat ideali).

Karatteristiċi u limitazzjonijiet tal-proċess

1. Selettività tal-materjal:

• Primarjament għal metalli reattivi: L-aktar materjal ta' applikazzjoni tipiku u ideali huwa l-azzar tal-karbonju.

• Mhux adattat għall-azzar inossidabbli, aluminju, ram, eċċ:
• Azzar inossidabbli: il-kromju (Cr) u elementi oħra jiffurmaw ossidi b'punt ta' tidwib għoli (bħal Cr2O3), li jfixklu r-reazzjoni ta' ossidazzjoni milli tkompli, u l-gagazza ma tkunx faċli biex titneħħa, u dan jirriżulta f'wiċċ tat-tqattigħ mhux maħdum u gagazza mdendla serjament.
• Aluminju u ram: il-punt tat-tidwib tal-ossidi tiegħu (Al2O3,CuO) huwa ħafna ogħla minn dak tas-sottostrat innifsu, u jkopri l-wiċċ bħal qoxra iebsa, jipprevjeni li r-reazzjoni tkompli, u għandu riflettività għolja għal-lejżer.

2. Karatteristiċi tal-wiċċ tat-tqattigħ:

• Minħabba r-reazzjoni ta' ossidazzjoni, il-wiċċ tal-qtugħ se jkollu saff ta' ossidu (simili għat-trattament tal-bluing) u jista' jkun kemxejn mhux maħdum (meta mqabbel man-naħa tleqq tal-qtugħ tan-nitroġenu).
• Jista' jkun hemm gagazza żgħira mdendla fil-qiegħ, li teħtieġ li tiġi minimizzata billi jiġu ottimizzati l-parametri tal-proċess.

3. Iż-żona affettwata mis-sħana hija akbar:Ir-reazzjoni vjolenti ta' ossidazzjoni tiġġenera aktar sħana, u b'hekk iż-żona affettwata mis-sħana tal-biċċa tax-xogħol tkun usa' minn dik tat-tidwib u t-tqattigħ bil-lejżer, u d-deformazzjoni termali ġenerali tal-biċċa tax-xogħol tista' tkun kemxejn akbar.

Paragun ma' proċessi oħra tat-tqattigħ

VS. Qtugħ bin-nitroġenu bil-lejżer pur (qtugħ bit-tidwib):

• Qtugħ bin-nitroġenu: permezz ta' tidwib tal-metall bil-lejżer, billi tneħħi t-tidwib b'nitroġenu bi pressjoni għolja. Ma jkun hemm l-ebda reazzjoni ta' ossidazzjoni, is-sezzjoni tkun tleqq u mingħajr saff ta' ossidu, iżda l-veloċità hija bil-mod, il-konsum tal-gass huwa kbir, u l-ispiża hija għolja. Huwa adattat għall-istainless steel, l-aluminju, eċċ., u mhux ekonomiku għall-azzar tal-karbonju oħxon.
• Qtugħ bl-ossiġnu: żieda ta' reazzjoni ta' ossidazzjoni, veloċità mgħaġġla, spiża baxxa, adattat għall-azzar tal-karbonju, iżda s-sezzjoni għandha saff ta' ossidu.

VS. Qtugħ tradizzjonali bil-fjamma (qtugħ bl-ossiaċetilena):

• Fjamma tradizzjonali: permezz ta' tisħin minn qabel bil-fjamma, qtugħ bil-kombustjoni b'ossiġnu pur. Tisħin minn qabel bil-mod, qasma wiesgħa, preċiżjoni baxxa u deformazzjoni termali kbira.
• Qtugħ bl-ossiġnu bil-lejżer: bi preċiżjoni tal-lejżer b'enerġija għolja, tisħin minn qabel veloċi, ħjata tat-tqattigħ dejqa ħafna (u dijametru tal-post tal-lejżer), preċiżjoni għolja, żgħira
• L-inklinazzjoni kollha, l-impatt termali żgħir, hija l-modernizzazzjoni tradizzjonali tat-tqattigħ tal-fjammi, verżjoni ta' aġġornament ta' preċiżjoni għolja.

Sommarju

Il-prinċipju ewlieni tal-magna tat-tqattigħ kompost tal-fjamma tal-lejżer (ossiġnu tal-lejżer) huwa li tuża raġġ tal-lejżer ta' enerġija għolja biex tqabbad b'mod preċiż u żżomm ir-reazzjoni ta' kombustjoni vjolenti tal-metall (ħadid) f'ambjent ta' ossiġnu pur, u tgħaqqad l-enerġija termali tal-lejżer mal-enerġija kimika tal-ossidazzjoni tal-metall biex tikseb effett ta' qtugħ "1 1> 2". Tgħaqqad perfettament il-vantaġġi tal-preċiżjoni għolja u l-fokus għoli tal-lejżer mal-vantaġġi tal-effiċjenza għolja u l-ispiża baxxa tal-kombustjoni tal-ossiġnu, u tagħmilha proċess mainstream insostitwibbli fil-qasam tat-tqattigħ tal-folji tal-azzar tal-karbonju medji u ħoxnin.