Лазер белән эретеп ябыштыру лазер эшкәртү технологиясен куллануның мөһим аспектларының берсе, ләкин шул ук вакытта XXI гасырда иң күзгә ташлана торган һәм өметле эретеп ябыштыру технологиясе. Традицион эретеп ябыштыру ысуллары белән чагыштырганда, лазер белән эретеп ябыштыруның күп өстенлекләре, югарырак эретеп ябыштыру сыйфаты һәм тизрәк нәтиҗәлелеге бар. Хәзерге вакытта лазер белән эретеп ябыштыру технологиясе җитештерүдә, порошок металлургиясендә, автомобиль сәнәгатендә, электроника сәнәгатендә, биомедицина һәм башка өлкәләрдә киң кулланыла.
Лазер белән эретеп ябыштыру бассейнының формалашу механизмы буенча, лазер белән эретеп ябыштыруның ике төп эретеп ябыштыру механизмы бар: җылылык үткәрүчән эретеп ябыштыру һәм тирән үтеп керү (кечкенә тишек) белән эретеп ябыштыру. Җылылык үткәрүчән эретеп ябыштыру нәтиҗәсендә барлыкка килгән җылылык җылылык тапшыру аша эш кисәгенә тарала, шуңа күрә эретеп ябыштыру өслеге эреп бетә, парга әйләнү күренеше булмый, бу еш кына түбән тизлекле юка стеналы компонентларны эретеп ябыштыруда кулланыла. Тирән эретеп ябыштыру материалны парга әйләндерә һәм күп күләмдә плазма барлыкка китерә. Зур җылылык аркасында эретеп ябыштыру бассейнының алгы очында тишекләр булачак. Тирән үтеп ябыштыру эш кисәген тулысынча эретеп ябыштыра ала, һәм керү энергиясе зур, эретеп ябыштыру тизлеге тиз, бу лазер белән эретеп ябыштыруның иң киң кулланыла торган ысулы.
Лазер белән эретеп ябыштыру сыйфатына тәэсир итүче күп кенә процесс параметрлары бар, мәсәлән, көч тыгызлыгы, лазер импульсы дулкын формасы, дефокус, эретеп ябыштыру тизлеге һәм өстәмә өрү газы.
1. Лазер көче тыгызлыгы Көч тыгызлыгы лазер эшкәртүдә иң мөһим параметрларның берсе. Югарырак куәт тыгызлыгы белән өслек катламын микросекунд вакыт диапазонында кайнау ноктасына кадәр җылытырга мөмкин, бу күп күләмдә парга әйләнүне тудыра. Шуңа күрә югары куәт тыгызлыгы материалны чыгару эшкәртүе өчен, мәсәлән, тишү, кисү һәм гравировка өчен бик отышлы. Түбән куәт тыгызлыгы өчен, өслек температурасы кайнау ноктасына җитү өчен берничә миллисекунд кирәк, һәм өслек катламы парга әйләнгәнче, аскы катлам эрү ноктасына җитә, бу яхшы эретү эретүен формалаштыру өчен җиңел. Шуңа күрә, җылылык үткәрүчән лазер эретүендә куәт тыгызлыгы диапазоны 104-106 Вт/см2 тәшкил итә.
2. Лазер импульс дулкын формасы
Лазер импульс дулкын формасы материалны алуны материал эрүдән аеру өчен мөһим параметр гына түгел, ә эшкәртү җиһазларының күләмен һәм бәясен билгеләү өчен дә төп параметр булып тора. Югары интенсивлыктагы лазер нуры материал өслегенә тәэсир иткәндә, материал өслегендә лазер энергиясенең 60 ~ 90% чагылышы һәм югалуы булачак, бигрәк тә алтын, көмеш, бакыр, алюминий, титан һәм башка материалларда көчле чагылыш, тиз җылылык күчерү. Лазер импульс сигналы вакытында металлның чагылышы вакыт белән үзгәрә. Материалның өслек температурасы эрү ноктасына күтәрелгәндә, чагылыш тиз кими, һәм өслек эрү халәтендә булганда, чагылыш билгеле бер кыйммәттә тотрыклана.
3. Импульс киңлеге Импульс киңлеге - импульслы лазер белән эретеп ябыштыруның мөһим параметры. Импульс киңлеге үтеп керү тирәнлеге һәм җылылык тәэсир итүче зона белән билгеләнде. Импульс киңлеге озынрак булган саен, җылылык тәэсир итүче зона зуррак була, һәм үтеп керү тирәнлеге импульс киңлегенең 1/2 көче белән арта. Ләкин, импульс киңлегенең артуы пик көчен киметәчәк, шуңа күрә импульс киңлегенең артуы, гадәттә, җылылык үткәрүчән эретеп ябыштыру өчен кулланыла, нәтиҗәдә киң һәм сай эретеп ябыштыру зурлыгы барлыкка килә, бигрәк тә нечкә һәм калын пластиналарны әйләнеп ябыштыру өчен яраклы. Ләкин, түбәнрәк пик көче артык җылылык кертүгә китерә, һәм һәр материал үтеп керүне максимальләштерә торган оптималь импульс киңлегенә ия.
4, дефокуслы лазер белән эретеп ябыштыру гадәттә билгеле бер күләмдә дефокуслауны таләп итә, чөнки нокта үзәгендәге лазер фокусы бик югары, тишекләргә җиңел парга әйләнә. Көч тыгызлыгының бүленеше лазер фокусыннан ерак булган һәр яссылыкта чагыштырмача тигез. Дефокуслауның ике ысулы бар: уңай дефокуслау һәм тискәре дефокуслау. Әгәр фокус яссылыгы эш кисәге өстендә урнашкан булса, ул уңай дефокуслау; югыйсә, ул тискәре дефокуслау. Геометрик оптика теориясе буенча, уңай һәм тискәре дефокуслау яссылыклары белән эретеп ябыштыру яссылыгы арасындагы ераклык тигез булганда, тиешле яссылыктагы көч тыгызлыгы якынча бер үк, ләкин чынлыкта алынган эретеп ябыштыру пулының формасы төрле. Тискәре дефокуслау очрагында, эретелгән пулның формалашу процессы белән бәйле зуррак үтеп керүчәнлеккә ирешергә мөмкин.
5, эретеп ябыштыру тизлеге Эретеп ябыштыру тизлеге эретеп ябыштыру өслегенең сыйфатын, үтеп керүчәнлеген, җылылык тәэсир итүче зонаны һ.б. билгели. Эретеп ябыштыру тизлеге вакыт берәмлегенә җылылык керүенә тәэсир итәчәк. Әгәр эретеп ябыштыру тизлеге бик әкрен булса, җылылык керүе бик зур була, нәтиҗәдә эш кисәге янып китә. Әгәр эретеп ябыштыру тизлеге бик тиз булса, җылылык керүе бик аз була, нәтиҗәдә эш кисәге тонык була. Эретеп ябыштыру тизлеген киметү гадәттә үтеп керүчәнлекне яхшырту өчен кулланыла.
6, ярдәмче өрү саклагыч газы ярдәмче өрү саклагыч газы югары куәтле лазер белән эретеп ябыштыруда мөһим процесс булып тора. Бер яктан, металл материалларның сиптерелүен һәм фокуслау көзгесен пычратуын булдырмас өчен; икенче яктан, бу эретеп ябыштыру процессында барлыкка килгән плазманың артык күп фокуславын булдырмас өчен һәм лазерның материал өслегенә барып җитүен булдырмас өчен. Лазер белән эретеп ябыштыру процессында эрегән күлне саклау өчен еш кына гелий, аргон, азот һәм башка газлар кулланыла, шуның белән эшләнгән кисәк эретеп ябыштыру техникасындагы оксидлашудан саклана. Саклау газы төре, һава агымы зурлыгы һәм өрү почмагы кебек факторлар эретеп ябыштыру нәтиҗәсенә зур йогынты ясый. Төрле өрү ысуллары да эретеп ябыштыру сыйфатына билгеле бер йогынты ясый.
Гелий җиңел ионлашмый (аның югары ионлаштыру энергиясе бар), бу лазерның шома үтүенә һәм нур энергиясенең эш кисәге өслегенә комачауламыйча барып җитүенә мөмкинлек бирә. Бу лазер белән эретеп ябыштыруда кулланыла торган иң нәтиҗәле саклагыч газ, ләкин бәясе чагыштырмача кыйммәт. Аргон арзанрак һәм тыгызрак, шуңа күрә ул яхшырак саклануга ия. Ләкин ул югары температуралы металл плазмасы белән җиңел ионлаша, шуның белән нурның бер өлешен эш кисәгеннән саклый, эретеп ябыштыруның нәтиҗәле лазер көчен киметә, ләкин шулай ук эретеп ябыштыру тизлегенә һәм үтеп керүенә зыян китерә. Аргон белән сакланган эретеп ябыштыру өслекләре гелий белән сакланган өслекләргә караганда шомарак. Азот саклагыч газ буларак иң арзаны, ләкин ул кайбер төр дат басмас корыч эретеп ябыштыру өчен яраклы түгел, нигездә металлургик проблемалар, мәсәлән, абсорбция аркасында, кайвакыт түгәрәк зонада мәсамә барлыкка килә.
Яңа эретеп ябыштыру технологиясе буларак, лазер белән эретеп ябыштыру югары энергия тыгызлыгы, югары тизлек, югары төгәллек, тирән үтеп керү һәм көчле адаптация үзенчәлекләренә ия. Аның кулланылышы барган саен киңәя бара, бу җитештерү нәтиҗәлелеген генә түгел, ә эретеп ябыштыру сыйфатын да яхшырта ала. Лазер белән эретеп ябыштыру технологиясе, һичшиксез, материал эшкәртү өлкәсендә мөһимрәк роль уйнаячак.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 28 марты
