Lazerli payvandlash lazerli ishlov berish texnologiyasini qo'llashning muhim jihatlaridan biri, ammo ayni paytda 21-asrdagi eng ko'zga tashlanadigan va istiqbolli payvandlash texnologiyasidir. An'anaviy payvandlash usullari bilan taqqoslaganda, lazerli payvandlash ko'plab afzalliklarga, yuqori payvandlash sifatiga va tezroq samaradorlikka ega. Hozirgi vaqtda lazerli payvandlash texnologiyasi ishlab chiqarish, kukun metallurgiyasi, avtomobilsozlik sanoati, elektronika sanoati, biotibbiyot va boshqa sohalarda keng qo'llanilmoqda.
Payvandlash havzasining shakllanish mexanizmiga ko'ra, lazerli payvandlash ikkita asosiy payvandlash mexanizmiga ega: issiqlik o'tkazuvchanlik payvandlash va chuqur penetratsion (kichik teshikli) payvandlash. Issiqlik o'tkazuvchanlik payvandlash natijasida hosil bo'lgan issiqlik issiqlik uzatish orqali ish qismiga tarqaladi, shunda payvandlash yuzasi eritiladi, asosan bug'lanish hodisasi yo'q, bu ko'pincha past tezlikli yupqa devorli komponentlarni payvandlashda qo'llaniladi. Chuqur termoyadroviy payvandlash materialni bug'lantiradi va ko'p miqdorda plazma hosil qiladi. Katta issiqlik tufayli eritilgan havzaning old uchida teshiklar bo'ladi. Chuqur penetratsion payvandlash ish qismini yaxshilab payvandlashi mumkin va kirish energiyasi katta, payvandlash tezligi tez, bu eng keng tarqalgan lazerli payvandlash usuli hisoblanadi.
Lazerli payvandlash sifatiga ta'sir qiluvchi ko'plab jarayon parametrlari mavjud, masalan, quvvat zichligi, lazer puls to'lqin shakli, defokus, payvandlash tezligi va yordamchi puflovchi gaz.
1. Lazer quvvat zichligi Quvvat zichligi lazer bilan ishlov berishdagi eng muhim parametrlardan biridir. Yuqori quvvat zichligi bilan sirt qatlamini mikrosekund vaqt oralig'ida qaynash nuqtasiga qizdirish mumkin, bu esa katta miqdorda bug'lanishni hosil qiladi. Shuning uchun yuqori quvvat zichligi materialni olib tashlashni qayta ishlash, masalan, teshish, kesish va o'ymakorlik uchun juda foydali. Past quvvat zichligi uchun sirt harorati qaynash nuqtasiga yetishi uchun bir necha millisekund kerak bo'ladi va sirt qatlami bug'lanishidan oldin pastki qatlam erish nuqtasiga yetadi, bu esa yaxshi termoyadroviy payvandlashni hosil qilish oson. Shuning uchun, issiqlik o'tkazuvchan lazerli payvandlashda quvvat zichligi diapazoni 104-106 Vt/sm2 ni tashkil qiladi.
2. Lazer puls to'lqin shakli
Lazer puls to'lqin shakli nafaqat materialni olib tashlashni materialning erishi bilan farqlash uchun muhim parametr, balki qayta ishlash uskunalarining hajmi va narxini aniqlash uchun ham muhim parametrdir. Yuqori intensivlikdagi lazer nuri material yuzasiga tushganda, material yuzasida lazer energiyasining 60-90% aks ettirish va yo'qotish bo'ladi, ayniqsa oltin, kumush, mis, alyuminiy, titan va boshqa materiallar kuchli aks ettirish va tez issiqlik uzatishni ta'minlaydi. Lazer puls signali paytida metallning aks ettirish qobiliyati vaqt o'tishi bilan o'zgaradi. Materialning sirt harorati erish nuqtasiga ko'tarilganda, aks ettirish tez pasayadi va sirt erish holatida bo'lganda, aks ettirish ma'lum bir qiymatda barqarorlashadi.
3. Impuls kengligi Impuls kengligi impulsli lazerli payvandlashning muhim parametridir. Impuls kengligi penetratsiya chuqurligi va issiqlik ta'sir zonasi bilan aniqlandi. Impuls kengligi qanchalik uzun bo'lsa, issiqlik ta'sir zonasi shunchalik katta bo'ladi va penetratsiya chuqurligi impuls kengligining 1/2 kuchi bilan ortadi. Biroq, impuls kengligining oshishi cho'qqi kuchini kamaytiradi, shuning uchun impuls kengligining oshishi odatda issiqlik o'tkazuvchanligini payvandlash uchun ishlatiladi, natijada keng va sayoz payvandlash o'lchami hosil bo'ladi, ayniqsa yupqa va qalin plitalarni payvandlash uchun mos keladi. Biroq, past cho'qqi kuchi ortiqcha issiqlik kirishiga olib keladi va har bir material penetratsiyani maksimal darajada oshiradigan optimal impuls kengligiga ega.
4, defokus lazerli payvandlash odatda ma'lum miqdorda defokusni talab qiladi, chunki nuqta markazidagi lazer fokus quvvat zichligi juda yuqori bo'lib, teshiklarga bug'lanishi oson. Quvvat zichligining taqsimoti lazer fokusdan uzoqda bo'lgan har bir tekislikda nisbatan bir xil. Defokuslashning ikkita usuli mavjud: musbat defokuslash va manfiy defokuslash. Agar fokus tekisligi ish qismining ustida joylashgan bo'lsa, u musbat defokuslashdir; aks holda, u manfiy defokuslashdir. Geometrik optika nazariyasiga ko'ra, musbat va manfiy defokuslash tekisliklari va payvandlash tekisligi orasidagi masofa teng bo'lganda, mos keladigan tekislikdagi quvvat zichligi taxminan bir xil bo'ladi, lekin olingan payvandlash hovuzining haqiqiy shakli boshqacha bo'ladi. Salbiy defokuslash holatida, erigan hovuzning shakllanish jarayoni bilan bog'liq bo'lgan katta penetratsiyaga erishish mumkin.
5, payvandlash tezligi Payvandlash tezligi payvandlash yuzasining sifatini, penetratsiyani, issiqlik ta'sir zonasini va boshqalarni belgilaydi. Payvandlash tezligi birlik vaqtiga issiqlik kiritishiga ta'sir qiladi. Agar payvandlash tezligi juda sekin bo'lsa, issiqlik kiritish juda katta bo'ladi, bu esa ish qismining yonib ketishiga olib keladi. Agar payvandlash tezligi juda tez bo'lsa, issiqlik kiritish juda kichik bo'ladi, bu esa ish qismining payvandlanishini xira qiladi. Payvandlash tezligini pasaytirish odatda penetratsiyani yaxshilash uchun ishlatiladi.
6, yordamchi puflovchi himoya gazi yordamchi puflovchi himoya gazi yuqori quvvatli lazerli payvandlashda muhim jarayondir. Bir tomondan, metall materiallarning sachrashi va fokuslovchi oynani ifloslantirishining oldini olish uchun; boshqa tomondan, payvandlash jarayonida hosil bo'lgan plazmaning juda ko'p fokuslanishining oldini olish va lazerning material yuzasiga tushishining oldini olish uchun. Lazerli payvandlash jarayonida erigan hovuzni himoya qilish uchun geliy, argon, azot va boshqa gazlar ko'pincha ishlatiladi, shunda ish qismi payvandlash muhandisligida oksidlanishdan himoyalanadi. Himoya gazining turi, havo oqimining kattaligi va puflash burchagi kabi omillar payvandlash natijasiga katta ta'sir ko'rsatadi. Turli puflash usullari ham payvandlash sifatiga ma'lum darajada ta'sir qiladi.
Geliy osonlikcha ionlashmaydi (u yuqori ionlashtiruvchi energiyaga ega), bu lazerning silliq o'tishiga va nur energiyasining ish qismi yuzasiga to'sqinliksiz yetib borishiga imkon beradi. Bu lazerli payvandlashda ishlatiladigan eng samarali himoya gazidir, ammo narxi nisbatan qimmat. Argon arzonroq va zichroq, shuning uchun u yaxshiroq himoyaga ega. Biroq, u yuqori haroratli metall plazmasi bilan osongina ionlanadi, shu bilan nurning bir qismini ish qismidan himoya qiladi, payvandlashning samarali lazer kuchini kamaytiradi, lekin payvandlash tezligi va penetratsiyasiga ham zarar yetkazadi. Argon bilan himoyalangan payvandlash yuzalari geliy bilan himoyalanganlarga qaraganda silliqroq. Azot himoya gazi sifatida eng arzon hisoblanadi, ammo u zanglamaydigan po'latdan payvandlashning ba'zi turlari uchun mos emas, asosan metallurgiya muammolari, masalan, yutish, ba'zan esa lap zonasida g'ovaklarni hosil qiladi.
Yangi payvandlash texnologiyasi sifatida lazerli payvandlash yuqori energiya zichligi, yuqori tezlik, yuqori aniqlik, chuqur penetratsiya va kuchli moslashuvchanlik xususiyatlariga ega. Uning qo'llanilishi tobora kengayib bormoqda, bu nafaqat ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi, balki payvandlash sifatini ham yaxshilashi mumkin. Lazerli payvandlash texnologiyasi, albatta, materiallarni qayta ishlash sohasida muhim rol o'ynaydi.
Nashr vaqti: 2023-yil 28-mart
