Лазер-окси-ягулыклы гибрид кисү машинасы принцибы

Лазер ялкынлы композит кисү гадәттә "лазер белән кислород кисү", бу лазер белән кисүнең төп процессларының берсе (калган икесе - лазер белән эретү кисү һәм лазер парга әйләндерү кисү). Бу "лазер белән барлыкка китерелгән ялкын" дигәнне аңлатмый, ә лазерны җылылык чыганагы буларак куллана торган, ярдәмче газ буларак саф кислород белән тулыландырылган гибрид процесс, кисү процессында металларда (нигездә, корыч материалларда) көчле оксидлашу яну реакциясен (ягъни "ялкын") башлап җибәрә. Бу процесс кисү нәтиҗәлелеген сизелерлек яхшырту өчен химик реакциядән җылылык энергиясен куллана.

Аннары без аның принцибын берничә яктан җентекләп аңлатырбыз:

Төп принцип: Лазер белән идарә ителә торган металл яну

1. Лазерның роле (кабызу һәм хезмәт күрсәтү):

• Югары энергияле тыгызлыктагы лазер нуры эш кисәге өслегенә юнәлтелә, шуның нәтиҗәсендә нурландырылган металлның температурасы тиз арада аның ялкынлану ноктасына кадәр күтәрелә (тимер өчен якынча 1350°C).
• Лазер нуры өзлексез, төгәл, югары энергияле җылылык чыганагын тәэмин итә, ул реакцияне кабызып кына калмый, ә иң мөһиме - реакция мәйданын югары температурада тота.

2. Кислородның роле (яну матдәсе һәм калдыкларны чистартучы):

• Лазер белән җылытылган металл ноктага лазер нуры белән коаксиаль рәвештә югары басымлы, югары чисталыклы кислородның 1 агымы кертелә.
• Кабызу ноктасына җиткән тимер (Fe) һәм кислород (O₂) көчле оксидлашу экзотермик реакциясенә (яну) керә: 4Fe 3O₂ → 2Fe2O, җылылык
• Бу реакция күп җылылык бүлеп чыгара (лазерның үз энергиясеннән якынча 3-5 тапкыр күбрәк!), бу "катнаш" энергиянең ачкычы. Бу өстәмә җылылык гомуми эрү/газлаштыру сәләтен сизелерлек арттыра.

3. Комплекс хезмәттәшлек процессы:

• Алдан җылыту һәм кабызу: Лазер башта җирле металлны кабызу ноктасына кадәр җылыта.
• Яну экзотермик: кислород инъекциясе, металл көчле яна, лазер үзе бирә алганнан күпкә югарырак җылылык бүлеп чыгара, металлны тиз эри яки хәтта оксидлаштыра һәм шлак (нигездә, Feo һәм Fe3o4) барлыкка китерә.
• Өрү һәм формалаштыру: Югары басымлы кислород газы агымының тагын бер мөһим роле - кисү җөйеннән реакция нәтиҗәсендә барлыкка килгән эрегән металл оксидын (шлак) "һава пычагы" кебек көчле өреп, чиста, чагыштырмача шома кисү өслеге булдыру.

Өзлексез: Лазер нуры алга хәрәкәт итә, яңа өлкәне өзлексез җылыта, һәм яну реакциясе лазер фокусын алга һәм аска таба күзәтә, һәм ниһаять, эш кисәгенә үтеп керә һәм кисем барлыкка китерә.

Бу "катлаулы" алым ни өчен шулкадәр нәтиҗәле? (Өстенлек)

1. Калын пластиналарны кисү өчен көчле сәләт:Углеродлы корыч өчен (мәсәлән, түбән углеродлы корыч), лазер кислород белән кисү урта һәм калын пластиналарны (гадәттә 6 мм дан артык, 30 мм га кадәр яки хәтта калынрак) кисү өчен иң экономияле һәм иң тиз ысул булып тора. Саф лазер белән эретү кисүе (мәсәлән, азот белән) металлны эретү өчен тулысынча лазер энергиясенә таянырга кирәк, калын пластинаның өслеге җитәрлек түгел кебек.

2. Тиз кисү тизлеге:Металл яну реакциясенең химик энергиясе өстәлү сәбәпле, гомуми энергия керү бер лазер энергиясенә караганда күпкә югарырак, шуңа күрә кисү тизлеге шул ук көч астында эрү кисүенә караганда күпкә тизрәк.

3Җиһазларның электр энергиясенә таләпләре чагыштырмача түбән:шул ук углеродлы корычны кисү өчен, лазер кислородын кисү өчен кирәкле лазер көче саф лазер эретү кисүенә караганда күпкә түбәнрәк булырга мөмкин, бу җиһазлар чыгымнарын һәм энергия куллануны киметә.

4. Яхшы кисү сыйфаты:Углеродлы корыч калынлыктагы пластиналар өчен яхшы вертикальлеккә һәм азрак шлаклы (идеаль халәт) кисү өслеге алырга мөмкин.

Процесс үзенчәлекләре һәм чикләүләре

1. Материал сайлаучанлыгы:

• Нигездә, реактив металлар өчен: Иң типик һәм идеаль куллану материалы - углеродлы корыч.

• Дат басмас корыч, алюминий, бакыр һ.б. өчен яраклы түгел:
• Дат басмас корыч: хром (Cr) һәм башка элементлар югары эрү температурасы оксидлары (мәсәлән, Cr2O3) барлыкка китерә, бу оксидлашу реакциясенең дәвам итүенә комачаулый, һәм шлакны өреп чыгару җиңел түгел, нәтиҗәдә кисү өслеге тупаслана һәм шлак нык эленеп кала.
• Алюминий һәм бакыр: аның оксидларының (Al2O3,CuO) эрү температурасы субстратның үзенә караганда күпкә югарырак, өслекне каты кабык кебек каплап тора, реакциянең дәвам итүенә комачаулый һәм лазерга югары чагылыш бирә.

2. Кисү өслегенең үзенчәлекләре:

• Оксидлашу реакциясе аркасында, кисү өслегендә оксид катламы булачак (зәңгәрләү эшкәртүенә охшаш) һәм бераз тупас булырга мөмкин (азот кисүенең якты ягы белән чагыштырганда).
• Аскы өлешендә бераз шлак эленеп торырга мөмкин, моны процесс параметрларын оптимальләштерү юлы белән киметергә кирәк.

3. Җылылык тәэсир иткән зона зуррак:Көчле оксидлашу реакциясе күбрәк җылылык бүлеп чыгарачак, нәтиҗәдә эш кисәгенең җылылык тәэсире зонасы лазер эретү һәм кисү зонасына караганда киңрәк булачак, һәм эш кисәгенең гомуми җылылык деформациясе бераз зуррак булырга мөмкин.

Башка кисү процесслары белән чагыштыру

VS. Саф лазер белән азот кисү (эретү белән кисү):

• Азот белән кисү: металлны лазер белән эретү, эретмәне югары басымлы азот белән өрү. Оксидлашу реакциясе юк, кисемтә якты һәм оксид катламы юк, ләкин тизлек әкрен, газ куллану зур һәм бәясе югары. Ул дат басмас корыч, алюминий һ.б. өчен яраклы, һәм калын углеродлы корыч өчен экономияле түгел.
• Кислород белән кисү: оксидлашу реакциясен өстәү, тиз тизлек, арзан бәя, углеродлы корыч өчен яраклы, ләкин кисемтә оксид катламына ия.

VS. Традицион ялкынлы кисү (оксиацетиленлы кисү):

• Традицион ялкын: ялкыннан алдан җылыту, саф кислород яну белән кисү. Әкрен алдан җылыту, киң ярык, түбән төгәллек һәм зур термик деформация.
• Лазер кислород белән кисү: югары энергияле лазер төгәллеге белән, тиз җылыту, кисү җөйләре бик тар (һәм лазер ноктасының диаметры), югары төгәллек, кечкенә
• ll авышлыгы, кечкенә җылылык йогынтысы, традицион ялкын кисү модернизациясе, югары төгәллекле яңарту версиясе.

Кыскача мәгълүмат

Лазер ялкынлы композит (лазер кислород) кисү машинасының төп принцибы - югары энергияле лазер нурын кулланып, саф кислород мохитендә металлның (тимернең) көчле яну реакциясен төгәл кабызу һәм саклап калу, һәм лазерның җылылык энергиясен металл оксидлашуының химик энергиясе белән берләштереп, "1 1> 2" кисү эффектына ирешү. Ул лазерның югары төгәллеге һәм югары фокус өстенлекләрен югары нәтиҗәлелек һәм кислород януының түбән бәясе өстенлекләре белән камил берләштерә, бу аны урта һәм калын углеродлы корыч битләрен кисү өлкәсендә алыштыргысыз төп процесс итә.