Pagtandi sa mga epekto sa welding sa mga laser nga adunay lainlaing mga diametro sa kinauyokan

Pagwelding gamit ang lasermakab-ot gamit ang padayon o pulsed laser beams. Ang mga prinsipyo sapagwelding gamit ang lasermahimong bahinon sa heat conduction welding ug laser deep penetration welding. Kung ang power density ubos sa 104 ~ 105 W/cm2, kini heat conduction welding. Niini nga panahon, ang penetration depth mabaw ug ang welding speed hinay; kung ang power density mas dako kay sa 105 ~ 107 W/cm2, ang metal surface mabaw ngadto sa "mga lungag" tungod sa kainit, nga nagporma og deep penetration welding, nga adunay mga kinaiya sa paspas nga welding speed ug dako nga aspect ratio. Ang prinsipyo sa thermal conductionpagwelding gamit ang lasermao kini: ang radyasyon sa laser mopainit sa nawong nga iproseso, ug ang kainit sa nawong mokaylap ngadto sa sulod pinaagi sa thermal conduction. Pinaagi sa pagkontrol sa mga parameter sa laser sama sa gilapdon sa pulso sa laser, enerhiya, peak power, ug frequency sa pagbalik-balik, ang workpiece matunaw aron maporma ang usa ka piho nga tinunaw nga lim-aw.

Ang laser deep penetration welding kasagaran mogamit ug padayon nga laser beam aron makompleto ang koneksyon sa mga materyales. Ang pisikal nga proseso niini sa metalurhiya susama kaayo sa electron beam welding, nga mao, ang mekanismo sa pagkakabig sa enerhiya nahuman pinaagi sa usa ka istruktura nga "key-hole".

Ubos sa laser irradiation nga adunay igo nga taas nga power density, ang materyal moalisngaw ug maporma ang gagmay nga mga lungag. Kini nga gamay nga lungag nga puno sa alisngaw sama sa usa ka itom nga lawas, nga mosuhop sa halos tanan nga enerhiya sa incident beam. Ang temperatura sa ekwilibriyo sa lungag moabot sa mga 2500°C. Ang kainit gibalhin gikan sa gawas nga bungbong sa taas nga temperatura nga lungag, hinungdan nga matunaw ang metal nga naglibot sa lungag. Ang gamay nga lungag napuno sa taas nga temperatura nga alisngaw nga namugna sa padayon nga pag-alisngaw sa materyal sa bungbong ubos sa pag-irradiate sa beam. Ang mga bungbong sa gamay nga lungag gilibutan sa tinunaw nga metal, ug ang likido nga metal gilibutan sa solidong mga materyales (sa kadaghanan sa naandan nga mga proseso sa welding ug laser conduction welding, ang enerhiya una nga gideposito sa nawong sa workpiece ug dayon gidala sa sulod pinaagi sa pagbalhin). Ang pag-agos sa likido sa gawas sa bungbong sa lungag ug ang tensiyon sa nawong sa layer sa bungbong naa sa hugna sa padayon nga namugna nga presyur sa alisngaw sa lungag sa lungag ug nagmintinar sa usa ka dinamikong balanse. Ang silaw sa kahayag padayon nga mosulod sa gamay nga lungag, ug ang materyal sa gawas sa gamay nga lungag padayon nga nagaagos. Samtang ang silaw sa kahayag naglihok, ang gamay nga lungag kanunay nga naa sa usa ka lig-on nga kahimtang sa pag-agos.

Sa ato pa, ang gamay nga lungag ug ang tinunaw nga metal nga naglibot sa bungbong sa lungag mopadayon uban sa katulin sa pilot beam. Ang tinunaw nga metal mopuno sa gintang nga nahabilin human matangtang ang gamay nga lungag ug mo-condense sumala niana, ug maporma ang weld. Kining tanan mahitabo dayon kaayo nga ang katulin sa welding dali nga makaabot sa pipila ka metros kada minuto.

Human masabtan ang mga batakang konsepto sa power density, thermal conductivity welding, ug deep penetration welding, sunod natong himuon ang usa ka comparative analysis sa power density ug metallographic phases sa lain-laing core diameters.

Pagtandi sa mga eksperimento sa welding base sa komon nga diametro sa kinauyokan sa laser sa merkado:

Densidad sa gahum sa posisyon sa focal spot sa mga laser nga adunay lainlaing mga diametro sa core

Gikan sa perspektibo sa power density, ubos sa parehas nga power, kon mas gamay ang diametro sa core, mas taas ang brightness sa laser ug mas concentrated ang energy. Kon itandi ang laser sa usa ka hait nga kutsilyo, kon mas gamay ang diametro sa core, mas hait ang laser. Ang power density sa 14um core diameter laser sobra sa 50 ka pilo kay sa 100um core diameter laser, ug mas kusog ang processing capability. Sa samang higayon, ang power density nga gikalkulo dinhi usa lamang ka simple nga average density. Ang aktuwal nga energy distribution usa ka gibanabana nga Gaussian distribution, ug ang central energy mahimong pipila ka pilo sa average power density.

Eskematikong dayagram sa pag-apod-apod sa enerhiya sa laser nga adunay lainlaing mga diametro sa kinauyokan

Ang kolor sa energy distribution diagram mao ang energy distribution. Kon mas pula ang kolor, mas taas ang enerhiya. Ang pula nga enerhiya mao ang lugar diin ang enerhiya gikonsentrar. Pinaagi sa laser energy distribution sa mga laser beam nga adunay lain-laing core diameters, makita nga ang atubangan sa laser beam dili hait ug ang laser beam hait. Kon mas gamay, mas gikonsentrar ang enerhiya sa usa ka punto, mas hait kini ug mas kusog ang abilidad niini sa pagtusok.

Pagtandi sa mga epekto sa welding sa mga laser nga adunay lainlaing mga diametro sa kinauyokan

Pagtandi sa mga laser nga adunay lainlaing diametro sa kinauyokan:

(1) Ang eksperimento migamit ug gikusgon nga 150mm/s, focus position welding, ug ang materyal hinimo sa 1 series aluminum, 2mm ang gibag-on;

(2) Kon mas dako ang diametro sa kinauyokan, mas dako ang gilapdon sa pagkatunaw, mas dako ang sona nga naapektuhan sa kainit, ug mas gamay ang densidad sa yunit sa kuryente. Kon ang diametro sa kinauyokan molapas sa 200um, dili sayon ​​ang pagkab-ot sa giladmon sa pagsulod sa mga high-reaction alloys sama sa aluminum ug tumbaga, ug ang mas taas nga lawom nga pagsulod sa welding makab-ot lamang kon adunay taas nga gahum;

(3) Ang mga small-core laser adunay taas nga power density ug dali nga makabuslot og mga keyhole sa ibabaw sa mga materyales nga adunay taas nga enerhiya ug gagmay nga mga sona nga apektado sa kainit. Bisan pa, sa samang higayon, ang ibabaw sa weld kay bagis, ug ang posibilidad sa pagkahugno sa keyhole taas sa panahon sa low-speed welding, ug ang keyhole sirado sa panahon sa welding cycle. Ang cycle taas, ug ang mga depekto sama sa mga depekto ug mga pores dali nga mahitabo. Kini angay alang sa high-speed processing o processing nga adunay swing trajectory;

(4) Ang mga laser nga adunay dagkong diyametro sa kinauyokan adunay mas dagkong mga spot sa kahayag ug mas nagkatibulaag nga enerhiya, nga naghimo kanila nga mas angay alang sa laser surface remelting, cladding, annealing ug uban pang mga proseso.