Interaksi antarane laser lan materi melu akeh fénoména fisik lan ciri. Telung artikel sabanjure bakal ngenalake telung fenomena fisik utama sing ana gandhengane karo proses welding laser supaya bisa menehi pemahaman sing luwih jelas babaganproses welding laser: dipérang dadi tingkat panyerepan laser lan owah-owahan ing negara, plasma lan efek keyhole. Wektu iki, kita bakal nganyari hubungan antarane owah-owahan ing negara laser lan bahan lan tingkat panyerepan.
Owah-owahan ing kahanan materi sing disebabake interaksi antarane laser lan bahan
Pangolahan laser bahan logam utamane adhedhasar pamrosesan termal efek fototermal. Nalika iradiasi laser ditrapake ing permukaan materi, macem-macem owah-owahan bakal kedadeyan ing area permukaan materi kanthi kapadhetan daya sing beda. Owah-owahan kasebut kalebu kenaikan suhu permukaan, leleh, penguapan, pembentukan keyhole, lan generasi plasma. Kajaba iku, owah-owahan ing kahanan fisik saka area lumahing materi banget mengaruhi panyerepan materi saka laser. Kanthi nambah Kapadhetan daya lan wektu tumindak, materi logam bakal ngalami owah-owahan ing negara:
Nalika ingdaya laserKapadhetan kurang (<10 ^ 4w / cm ^ 2) lan wektu iradiasi cendhak, energi laser sing diserap dening logam mung bisa nyebabake suhu materi munggah saka permukaan menyang njero, nanging fase padhet tetep ora owah. . Utamane digunakake kanggo perawatan hardening part annealing lan transformasi fase, kanthi alat, gear, lan bantalan dadi mayoritas;
Kanthi tambah Kapadhetan daya laser (10 ^ 4-10 ^ 6w / cm ^ 2) lan prolongation saka wektu iradiasi, lumahing materi mboko sithik nyawiji. Nalika energi input mundhak, antarmuka cair-padat mboko sithik pindhah menyang bagian jero materi. Proses fisik iki utamané digunakake kanggo remelting lumahing, alloying, cladding, lan konduktivitas termal welding logam.
Kanthi luwih nambah Kapadhetan daya (> 10 ^ 6w / cm ^ 2) lan prolonging wektu tumindak laser, lumahing materi ora mung leleh nanging uga vaporizes, lan bahan kimia vaporized ngumpulake cedhak lumahing materi lan weakly ionize kanggo mbentuk plasma. Plasma tipis iki mbantu materi nyerep laser; Ing tekanan penguapan lan ekspansi, lumahing Cairan deforms lan mbentuk pit. Tahap iki bisa digunakake kanggo welding laser, biasane ing welding konduktivitas termal splicing sambungan mikro ing 0.5mm.
Kanthi luwih nambah Kapadhetan daya (> 10 ^ 7w / cm ^ 2) lan prolonging wektu iradiasi, lumahing materi ngalami vaporization kuwat, mbentuk plasma karo tingkat ionisasi dhuwur. Plasma padhet iki nduweni efek shielding ing laser, nemen ngurangi Kapadhetan energi saka kedadean laser menyang materi. Ing wektu sing padha, ing pasukan reaksi uap gedhe, bolongan cilik, sing umum dikenal minangka keyholes, dibentuk ing jero logam sing ilang, Anane keyholes migunani kanggo materi kanggo nresep laser, lan tahap iki bisa digunakake kanggo fusi jero laser. welding, nglereni lan ngebur, impact hardening, etc.
Ing kahanan sing beda-beda, dawa gelombang sinar laser sing beda-beda ing bahan logam sing beda-beda bakal ngasilake nilai-nilai kapadhetan daya tartamtu ing saben tahapan.
Ing babagan panyerepan laser dening bahan, penguapan bahan minangka wates. Nalika materi ora ngalami vaporization, apa ing phase ngalangi utawa Cairan, panyerepan saka laser mung owah-owahan alon karo Tambah saka suhu lumahing; Sawise materi nguap lan mbentuk plasma lan keyholes, panyerepan materi saka laser dumadakan bakal ngganti.
Minangka ditampilake ing Figure 2, tingkat panyerepan saka laser ing lumahing materi sak laser welding beda-beda gumantung Kapadhetan daya laser lan suhu lumahing materi. Nalika materi ora ilang, tingkat panyerepan saka materi kanggo laser alon mundhak karo Tambah saka suhu lumahing materi. Nalika Kapadhetan daya luwih saka (10 ^ 6w/cm ^ 2), materi vaporizes violently, mbentuk keyhole. Laser lumebu ing keyhole kanggo macem-macem Renungan lan panyerepan, asil ing Tambah pinunjul ing tingkat panyerepan materi kanggo laser lan Tambah pinunjul ing ambane leleh.
Penyerapan Laser dening Material Metal - Dawane gelombang
Gambar ing ndhuwur nuduhake kurva hubungan antarane reflektivitas, absorbansi, lan dawa gelombang logam sing umum digunakake ing suhu kamar. Ing wilayah inframerah, tingkat panyerepan mudhun lan reflektivitas mundhak kanthi nambah dawa gelombang. Umume logam banget nggambarake cahya inframerah dawane gelombang 10.6um (CO2), dene cahya infra merah dawane gelombang 1.06um (1060nm). Bahan logam duwe tingkat panyerepan sing luwih dhuwur kanggo laser dawa gelombang cendhak, kayata cahya biru lan ijo.
Penyerapan Laser dening Bahan Logam - Suhu Material lan Kapadhetan Energi Laser
Njupuk alloy aluminium minangka conto, nalika materi ngalangi, tingkat panyerepan laser watara 5-7%, tingkat panyerepan Cairan nganti 25-35%, lan bisa tekan liwat 90% ing negara keyhole.
Tingkat panyerepan materi menyang laser mundhak kanthi nambah suhu. Tingkat panyerepan bahan logam ing suhu kamar kurang banget. Nalika suhu mundhak cedhak titik leleh, tingkat panyerepan bisa tekan 40% ~ 60%. Yen suhu cedhak karo titik didih, tingkat panyerepan bisa nganti 90%.
Penyerapan Laser dening Material Metal - Kondisi lumahing
Tingkat panyerepan conventional diukur nggunakake lumahing logam Gamelan, nanging ing aplikasi praktis saka panas laser, iku biasane perlu kanggo nambah tingkat panyerepan saka bahan bayangan dhuwur tartamtu (aluminium, tembaga) supaya soldering palsu disebabake bayangan dhuwur;
Cara ing ngisor iki bisa digunakake:
1. Ngadopsi pangolahan pra-perawatan lumahing sing cocok kanggo nambah reflektivitas laser: oksidasi prototipe, sandblasting, reresik laser, plating nikel, plating timah, lapisan grafit, lan sapiturute kabeh bisa nambah tingkat panyerepan materi saka laser;
Inti kanggo nambah roughness saka lumahing materi (kang kondusif kanggo macem-macem Renungan laser lan panyerepan), uga kanggo nambah materi lapisan karo tingkat panyerepan dhuwur. Kanthi nyerep energi laser lan leleh lan volatilizing liwat bahan tingkat panyerepan dhuwur, panas laser ditularaké kanggo materi dhasar kanggo nambah tingkat panyerepan materi lan ngurangi welding virtual disebabake kedadean bayangan dhuwur.
Wektu kirim: Nov-23-2023
