உலர் பொருட்கள்! லேசர் பற்றவைப்பின் பொதுவான செயல்முறை அளவுருக்களின் விளக்கம்

லேசர் பற்றவைப்பு என்பது லேசர் செயலாக்கத் தொழில்நுட்பப் பயன்பாட்டின் முக்கிய அம்சங்களில் ஒன்றாகும், மேலும் இது 21 ஆம் நூற்றாண்டின் மிகவும் கவர்ச்சிகரமான மற்றும் நம்பிக்கைக்குரிய பற்றவைப்புத் தொழில்நுட்பமாகவும் விளங்குகிறது. பாரம்பரிய பற்றவைப்பு முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​லேசர் பற்றவைப்பு உயர் பற்றவைப்புத் தரம் மற்றும் வேகமான செயல்திறன் போன்ற பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. தற்போது, ​​லேசர் பற்றவைப்புத் தொழில்நுட்பம் உற்பத்தி, தூள் உலோகவியல், வாகனத் தொழில், மின்னணுவியல் தொழில், உயிரி மருத்துவம் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது.

பற்றவைப்புக் குளம் உருவாகும் வழிமுறையின்படி, லேசர் பற்றவைப்பில் இரண்டு அடிப்படை பற்றவைப்பு வழிமுறைகள் உள்ளன: வெப்பக் கடத்தல் பற்றவைப்பு மற்றும் ஆழ் ஊடுருவல் (சிறிய துளை) பற்றவைப்பு. வெப்பக் கடத்தல் பற்றவைப்பின் மூலம் உருவாகும் வெப்பம், வெப்பப் பரிமாற்றத்தின் வழியாகப் பற்றவைக்கப்பட்ட பொருளுக்குப் பரவுகிறது. இதனால், பற்றவைக்கப்பட்ட பகுதியின் மேற்பரப்பு உருகுகிறது; அடிப்படையில் ஆவியாதல் நிகழ்வு ஏற்படுவதில்லை. இது பெரும்பாலும் குறைந்த வேகத்தில் மெல்லிய சுவர் கொண்ட பாகங்களைப் பற்றவைக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆழ் உருகல் பற்றவைப்பு, பொருளை ஆவியாக்கி அதிக அளவு பிளாஸ்மாவை உருவாக்குகிறது. அதிக வெப்பத்தின் காரணமாக, உருகிய குளத்தின் முன்பகுதியில் துளைகள் உருவாகும். ஆழ் ஊடுருவல் பற்றவைப்பு, பற்றவைக்கப்பட்ட பொருளை முழுமையாகப் பற்றவைக்க முடியும். இதன் உள்ளீட்டு ஆற்றல் அதிகமாகவும், பற்றவைப்பு வேகம் அதிகமாகவும் இருப்பதால், இது மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் லேசர் பற்றவைப்பு முறையாகும்.

ஆற்றல் அடர்த்தி, லேசர் துடிப்பு அலைவடிவம், குவியமின்மை, பற்றவைப்பு வேகம் மற்றும் துணை ஊது வாயு போன்ற பல செயல்முறை அளவுருக்கள் லேசர் பற்றவைப்பின் தரத்தைப் பாதிக்கின்றன.

1. லேசர் ஆற்றல் அடர்த்தி: லேசர் செயலாக்கத்தில் ஆற்றல் அடர்த்தி மிக முக்கியமான அளவுருக்களில் ஒன்றாகும். அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியுடன், மேற்பரப்பு அடுக்கை ஒரு மைக்ரோ வினாடி நேரத்திற்குள் கொதிநிலைக்கு சூடாக்க முடியும், இது அதிக அளவு ஆவியாதலை உருவாக்குகிறது. எனவே, துளையிடுதல், வெட்டுதல் மற்றும் பொறித்தல் போன்ற பொருள் அகற்றும் செயலாக்கத்திற்கு அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மிகவும் சாதகமானது. குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தியில், மேற்பரப்பு வெப்பநிலை கொதிநிலையை அடைய பல மில்லி வினாடிகள் ஆகும், மேலும் மேற்பரப்பு அடுக்கு ஆவியாவதற்கு முன்பு, கீழ் அடுக்கு உருகுநிலையை அடைகிறது, இது ஒரு நல்ல இணைவு பற்றவைப்பை எளிதாக உருவாக்க உதவுகிறது. எனவே, வெப்பக் கடத்தல் லேசர் பற்றவைப்பில், ஆற்றல் அடர்த்தி வரம்பு 10⁴-10⁶W/cm² ஆகும்.

2. லேசர் துடிப்பு அலைவடிவம்

லேசர் துடிப்பு அலைவடிவம் என்பது, பொருளை உருக்குவதிலிருந்து பொருளை அகற்றுவதை வேறுபடுத்துவதற்கான ஒரு முக்கிய அளவுரு மட்டுமல்ல, செயலாக்க உபகரணங்களின் அளவு மற்றும் செலவைத் தீர்மானிப்பதற்கான ஒரு முக்கிய அளவுருவும் ஆகும். அதிக செறிவுள்ள லேசர் கற்றை ஒரு பொருளின் மேற்பரப்பில் படும்போது, ​​அந்தப் பொருளின் மேற்பரப்பில் 60 முதல் 90% வரையிலான லேசர் ஆற்றல் பிரதிபலித்து இழக்கப்படுகிறது. குறிப்பாக தங்கம், வெள்ளி, தாமிரம், அலுமினியம், டைட்டானியம் மற்றும் பிற பொருட்களில் இது வலுவான பிரதிபலிப்பையும், வேகமான வெப்பப் பரிமாற்றத்தையும் ஏற்படுத்துகிறது. ஒரு லேசர் துடிப்பு சமிக்ஞையின் போது, ​​ஒரு உலோகத்தின் பிரதிபலிப்புத்திறன் காலப்போக்கில் மாறுபடுகிறது. பொருளின் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை உருகுநிலைக்கு உயர்த்தப்படும்போது, ​​பிரதிபலிப்புத்திறன் வேகமாக குறைகிறது, மேலும் மேற்பரப்பு உருகும் நிலையில் இருக்கும்போது, ​​பிரதிபலிப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பில் நிலைபெறுகிறது.

3. துடிப்பு அகலம் (Pulse width) துடிப்பு லேசர் பற்றவைப்பில் ஒரு முக்கியமான அளவுருவாகும். துடிப்பு அகலம், ஊடுருவல் ஆழம் மற்றும் வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட பகுதி ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. துடிப்பு அகலம் அதிகமாக இருந்தால், வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட பகுதியும் பெரிதாக இருக்கும், மேலும் ஊடுருவல் ஆழம் துடிப்பு அகலத்தின் 1/2 அடுக்குக்கு ஏற்ப அதிகரிக்கும். இருப்பினும், துடிப்பு அகலத்தை அதிகரிப்பது உச்ச சக்தியைக் குறைக்கும், எனவே துடிப்பு அகலத்தை அதிகரிப்பது பொதுவாக வெப்பக் கடத்தல் பற்றவைப்புக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது அகலமான மற்றும் ஆழமற்ற பற்றவைப்பு அளவை விளைவிக்கிறது, குறிப்பாக மெல்லிய மற்றும் தடிமனான தகடுகளின் மடிப்புப் பற்றவைப்புக்கு இது மிகவும் பொருத்தமானது. இருப்பினும், குறைந்த உச்ச சக்தி அதிகப்படியான வெப்ப உள்ளீட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் ஒவ்வொரு பொருளுக்கும் ஊடுருவலை அதிகப்படுத்தும் ஒரு உகந்த துடிப்பு அகலம் உள்ளது.

4. டீஃபோகஸ் லேசர் வெல்டிங்கில் பொதுவாக ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு டீஃபோகஸ் தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் புள்ளியின் மையத்தில் உள்ள லேசர் குவியத்தின் ஆற்றல் அடர்த்தி மிக அதிகமாக இருப்பதால், அது எளிதில் துளைகளுக்குள் ஆவியாகிவிடும். லேசர் குவியத்திலிருந்து விலகி உள்ள ஒவ்வொரு தளத்திலும் ஆற்றல் அடர்த்தியின் பரவல் ஒப்பீட்டளவில் சீராக இருக்கும். டீஃபோகஸ் செய்வதில் இரண்டு முறைகள் உள்ளன: நேர்மறை டீஃபோகஸிங் மற்றும் எதிர்மறை டீஃபோகஸிங். குவியத் தளம் வேலைப் பொருளுக்கு மேலே அமைந்திருந்தால், அது நேர்மறை டீஃபோகஸிங் ஆகும்; இல்லையெனில், அது எதிர்மறை டீஃபோகஸிங் ஆகும். வடிவியல் ஒளியியல் கோட்பாட்டின்படி, நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை டீஃபோகஸிங் தளங்களுக்கும் வெல்டிங் தளத்திற்கும் இடையிலான தூரம் சமமாக இருக்கும்போது, ​​அந்தந்த தளத்தில் உள்ள ஆற்றல் அடர்த்தி ஏறக்குறைய ஒரே மாதிரியாக இருக்கும், ஆனால் உண்மையில் பெறப்படும் வெல்ட் குளத்தின் வடிவம் வேறுபட்டதாக இருக்கும். எதிர்மறை டீஃபோகஸிங் முறையில், அதிக ஊடுருவலைப் பெற முடியும், இது உருகிய குளத்தின் உருவாக்க செயல்முறையுடன் தொடர்புடையது.

5. பற்றவைப்பு வேகம்: பற்றவைப்பு வேகம், பற்றவைக்கப்படும் மேற்பரப்பின் தரம், ஊடுருவல், வெப்பத்தால் பாதிக்கப்படும் பகுதி போன்றவற்றைத் தீர்மானிக்கிறது. பற்றவைப்பின் வேகம், ஒரு அலகு நேரத்திற்குள் செலுத்தப்படும் வெப்பத்தைப் பாதிக்கும். பற்றவைப்பு வேகம் மிகவும் மெதுவாக இருந்தால், செலுத்தப்படும் வெப்பம் மிக அதிகமாக இருக்கும், இதன் விளைவாகப் பற்றவைக்கப்படும் பொருள் எரிந்துவிடும். பற்றவைப்பு வேகம் மிகவும் வேகமாக இருந்தால், செலுத்தப்படும் வெப்பம் மிகக் குறைவாக இருக்கும், இதன் விளைவாகப் பற்றவைக்கப்படும் பொருள் ஒளிபுகாததாகிவிடும். ஊடுருவலை மேம்படுத்துவதற்காகப் பொதுவாகப் பற்றவைப்பு வேகத்தைக் குறைப்பது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

6. துணை ஊதுதல் பாதுகாப்பு வாயு: உயர் சக்தி லேசர் பற்றவைப்பில் துணை ஊதுதல் பாதுகாப்பு வாயு ஒரு அத்தியாவசியமான செயல்முறையாகும். ஒருபுறம், உலோகப் பொருட்கள் சிதறுவதையும் குவியக் கண்ணாடியை மாசுபடுத்துவதையும் தடுப்பதற்கும்; மறுபுறம், பற்றவைப்புச் செயல்பாட்டில் உருவாகும் பிளாஸ்மா அதிகமாகக் குவிவதையும், லேசர் பொருளின் மேற்பரப்பை அடைவதையும் தடுப்பதற்கும் இது பயன்படுகிறது. லேசர் பற்றவைப்புச் செயல்பாட்டில், உருகிய திரவக் குளத்தைப் பாதுகாக்க ஹீலியம், ஆர்கான், நைட்ரஜன் மற்றும் பிற வாயுக்கள் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் மூலம் பற்றவைப்புப் பொறியியலில் வேலைப்பொருள் ஆக்ஸிஜனேற்றத்திலிருந்து பாதுகாக்கப்படுகிறது. பாதுகாப்பு வாயுவின் வகை, காற்று ஓட்டத்தின் அளவு மற்றும் ஊதும் கோணம் போன்ற காரணிகள் பற்றவைப்பு முடிவில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. வெவ்வேறு ஊதும் முறைகளும் பற்றவைப்புத் தரத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

ஹீலியம் எளிதில் அயனியாகாது (அதற்கு அதிக அயனியாக்கும் ஆற்றல் உள்ளது), இது லேசர் தடையின்றி கடந்து செல்லவும், கற்றை ஆற்றல் வேலைப் பொருளின் மேற்பரப்பைத் தடையின்றி அடையவும் அனுமதிக்கிறது. லேசர் பற்றவைப்பில் பயன்படுத்தப்படும் மிகவும் பயனுள்ள பாதுகாப்பு வாயு இதுவாகும், ஆனால் இதன் விலை ஒப்பீட்டளவில் அதிகம். ஆர்கான் விலை மலிவானது மற்றும் அடர்த்தியானது, எனவே இது சிறந்த பாதுகாப்பை வழங்குகிறது. இருப்பினும், இது உயர் வெப்பநிலை உலோக பிளாஸ்மாவால் எளிதில் அயனியாக்கம் அடைகிறது, இதனால் கற்றையின் ஒரு பகுதியை வேலைப் பொருளிலிருந்து மறைத்து, பற்றவைப்பின் பயனுள்ள லேசர் சக்தியைக் குறைக்கிறது, மேலும் பற்றவைப்பு வேகம் மற்றும் ஊடுருவலையும் சேதப்படுத்துகிறது. ஆர்கானால் பாதுகாக்கப்பட்ட பற்றவைப்புகளின் மேற்பரப்புகள், ஹீலியத்தால் பாதுகாக்கப்பட்டவற்றை விட மென்மையானவை. நைட்ரஜன் ஒரு பாதுகாப்பு வாயுவாக மிகவும் மலிவானது, ஆனால் உறிஞ்சுதல் போன்ற உலோகவியல் சிக்கல்கள் காரணமாக, சில வகையான துருப்பிடிக்காத எஃகு பற்றவைப்புக்கு இது பொருத்தமானதல்ல, இது சில நேரங்களில் மடிப்புப் பகுதியில் துளைகளை உருவாக்குகிறது.

ஒரு புதிய பற்றவைப்புத் தொழில்நுட்பமாக, லேசர் பற்றவைப்பு அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி, அதிவேகம், உயர் துல்லியம், ஆழமான ஊடுருவல் மற்றும் வலுவான தகவமைப்புத் திறன் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இதன் பயன்பாடு மேலும் மேலும் விரிவடைந்து வருகிறது, இது உற்பத்தித் திறனை மேம்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், பற்றவைப்புத் தரத்தையும் மேம்படுத்தும். பொருள் பதப்படுத்தும் துறையில் லேசர் பற்றவைப்புத் தொழில்நுட்பம் நிச்சயமாக ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கும்.