Interaksi antarane laser lan bahan nglibatake akeh fenomena lan karakteristik fisik. Telung artikel sabanjure bakal ngenalake telung fenomena fisik utama sing ana gandhengane karo proses pengelasan laser supaya para kolega bisa luwih ngerti babagan iki.proses pengelasan laser: dipérang dadi tingkat panyerepan laser lan owah-owahan ing kahanan, plasma lan efek bolongan kunci. Wektu iki, kita bakal nganyari hubungan antarane owah-owahan ing kahanan laser lan bahan lan tingkat panyerepan.
Owah-owahan ing kahanan materi sing disebabake dening interaksi antarane laser lan materi
Pangolahan laser bahan logam utamane adhedhasar pangolahan termal saka efek fototermal. Nalika iradiasi laser ditrapake ing permukaan materi, macem-macem owah-owahan bakal kedadeyan ing area permukaan materi kanthi kapadhetan daya sing beda-beda. Owah-owahan kasebut kalebu kenaikan suhu permukaan, leleh, penguapan, pembentukan lubang kunci, lan generasi plasma. Kajaba iku, owah-owahan ing kahanan fisik area permukaan materi banget mengaruhi panyerepan laser materi. Kanthi tambahing kapadhetan daya lan wektu aksi, bahan logam bakal ngalami owah-owahan ing kahanan ing ngisor iki:
Nalikadaya laserKapadhetané kurang (<10 ^ 4w/cm ^ 2) lan wektu iradiasi cendhak, energi laser sing diserep déning logam mung bisa nyebabaké suhu bahan mundhak saka permukaan menyang njero, nanging fase padhet tetep ora owah. Iki utamané digunakaké kanggo perawatan annealing sebagian lan perawatan pengerasan transformasi fase, kanthi piranti, gir, lan bantalan minangka mayoritas;
Kanthi tambahing kapadhetan daya laser (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm ^ 2) lan dawane wektu iradiasi, permukaan materi mboko sithik leleh. Nalika energi input mundhak, antarmuka cair-padhet mboko sithik obah menyang bagean jero materi. Proses fisik iki utamane digunakake kanggo peleburan maneh permukaan, paduan, cladding, lan pengelasan konduktivitas termal logam.
Kanthi nambah kapadhetan daya (>10 ^ 6w/cm ^ 2) lan ndawakake wektu aksi laser, permukaan materi ora mung leleh nanging uga nguap, lan zat sing nguap nglumpuk cedhak permukaan materi lan ngionisasi kanthi ringkih kanggo mbentuk plasma. Plasma tipis iki mbantu materi nyerep laser; Ing tekanan penguapan lan ekspansi, permukaan cairan deformasi lan mbentuk bolongan. Tahap iki bisa digunakake kanggo pengelasan laser, biasane ing pengelasan konduktivitas termal sambungan mikro ing 0,5mm.
Kanthi nambah kapadhetan daya (>10 ^ 7w/cm ^ 2) lan ndawakake wektu iradiasi, permukaan materi ngalami penguapan sing kuwat, mbentuk plasma kanthi derajat ionisasi sing dhuwur. Plasma padhet iki nduweni efek pelindung ing laser, sing nyuda banget kapadhetan energi laser sing mlebu menyang materi. Ing wektu sing padha, ing sangisore gaya reaksi uap sing gedhe, bolongan cilik, sing umum dikenal minangka bolongan kunci, dibentuk ing njero logam sing dilelehke. Anane bolongan kunci migunani kanggo materi kanggo nyerep laser, lan tahap iki bisa digunakake kanggo pengelasan fusi jero laser, pemotongan lan pengeboran, pengerasan dampak, lan liya-liyane.
Ing kahanan sing beda-beda, dawa gelombang iradiasi laser sing beda-beda ing bahan logam sing beda-beda bakal nyebabake nilai kapadhetan daya tartamtu ing saben tahap.
Ing babagan panyerepan laser dening bahan, penguapan bahan minangka wates. Nalika bahan kasebut ora ngalami penguapan, apa iku ing fase padhet utawa cair, panyerepan laser mung owah alon-alon kanthi kenaikan suhu permukaan; Sawise bahan kasebut nguap lan mbentuk plasma lan bolongan kunci, panyerepan laser bahan kasebut bakal dumadakan owah.
Kaya sing dituduhake ing Gambar 2, tingkat panyerepan laser ing permukaan materi sajrone pengelasan laser beda-beda gumantung karo kapadhetan daya laser lan suhu permukaan materi. Nalika materi ora leleh, tingkat panyerepan materi menyang laser saya tambah kanthi suhu permukaan materi mundhak. Nalika kapadhetan daya luwih gedhe tinimbang (10 ^ 6w/cm ^ 2), materi kasebut nguap kanthi kasar, mbentuk bolongan kunci. Laser mlebu bolongan kunci kanggo pirang-pirang refleksi lan panyerepan, sing nyebabake peningkatan sing signifikan ing tingkat panyerepan materi menyang laser lan peningkatan sing signifikan ing ambane leleh.
Penyerapan Laser dening Bahan Logam - Panjang Gelombang
Gambar ing ndhuwur nuduhake kurva hubungan antarane reflektivitas, absorbansi, lan dawa gelombang logam sing umum digunakake ing suhu ruangan. Ing wilayah inframerah, tingkat penyerapan mudhun lan reflektivitas mundhak kanthi tambah dawa gelombang. Umume logam banget nggambarake cahya inframerah dawa gelombang 10,6um (CO2) nalika kanthi ringkih nggambarake cahya inframerah dawa gelombang 1,06um (1060nm). Bahan logam duwe tingkat penyerapan sing luwih dhuwur kanggo laser dawa gelombang cendhak, kayata cahya biru lan ijo.
Penyerapan Laser dening Bahan Logam – Suhu Bahan lan Kapadhetan Energi Laser
Umpamane, nalika bahan kasebut padhet, tingkat panyerepan laser sekitar 5-7%, tingkat panyerepan cairan nganti 25-35%, lan bisa tekan luwih saka 90% ing kahanan bolongan kunci.
Tingkat panyerepan materi menyang laser mundhak karo mundhake suhu. Tingkat panyerepan bahan logam ing suhu ruangan sithik banget. Nalika suhu mundhak cedhak titik leleh, tingkat panyerepan bisa tekan 40% ~ 60%. Yen suhu cedhak titik didih, tingkat panyerepan bisa tekan 90%.
Penyerapan Laser dening Bahan Logam - Kondisi Permukaan
Tingkat panyerepan konvensional diukur nggunakake permukaan logam sing alus, nanging ing aplikasi praktis pemanasan laser, biasane perlu kanggo nambah tingkat panyerepan bahan refleksi dhuwur tartamtu (aluminium, tembaga) kanggo nyegah solder palsu sing disebabake dening refleksi dhuwur;
Cara-cara ing ngisor iki bisa digunakake:
1. Ngadopsi proses pra-perawatan permukaan sing cocog kanggo ningkatake reflektivitas laser: oksidasi prototipe, sandblasting, pembersihan laser, pelapisan nikel, pelapisan timah, lapisan grafit, lan liya-liyane bisa ningkatake tingkat penyerapan laser materi;
Intine yaiku kanggo nambah kekasaran permukaan materi (sing kondusif kanggo pirang-pirang pantulan lan panyerepan laser), uga kanggo nambah bahan pelapis kanthi tingkat panyerepan sing dhuwur. Kanthi nyerep energi laser lan nglelehke lan nguap liwat bahan kanthi tingkat panyerepan sing dhuwur, panas laser ditularake menyang bahan dasar kanggo nambah tingkat panyerepan materi lan nyuda pengelasan virtual sing disebabake dening fenomena pantulan sing dhuwur.
Wektu kiriman: 23 Nov-2023
