Pembentukan lan pangembangan keyholes:
Dhéfinisi keyhole: Nalika iradiance radiasi luwih saka 10 ^ 6W / cm ^ 2, lumahing materi leleh lan nguap ing tumindak laser. Nalika kacepetan penguapan cukup gedhe, meksa recoil uap kui cukup kanggo ngatasi tension lumahing lan gravitasi Cairan saka logam Cairan, mangkono displacing sawetara saka logam Cairan, nyebabake blumbang molten ing zona eksitasi kanggo nglelebke lan mbentuk jugangan cilik. ; Sinar cahya langsung tumindak ing ngisor jugangan cilik, nyebabake logam luwih cair lan gasifikasi. Uap tekanan dhuwur terus kanggo meksa logam Cairan ing ngisor jugangan kanggo mili menyang periphery blumbang molten, luwih deepening bolongan cilik. Proses iki terus, pungkasane mbentuk bolongan kaya bolongan ing logam cair. Nalika tekanan uap logam sing diasilake dening sinar laser ing bolongan cilik tekan keseimbangan kanthi tegangan permukaan lan gravitasi logam cair, bolongan cilik ora luwih jero lan mbentuk bolongan cilik sing stabil, sing diarani "efek bolongan cilik" .
Minangka sinar laser gerakane relatif kanggo workpiece, bolongan cilik nuduhake ngarep sudhut mlengkung rada mundur lan segitiga kuwalik cetha kepekso ing mburi. Pojok ngarep bolongan cilik minangka area aksi laser, kanthi suhu dhuwur lan tekanan uap sing dhuwur, dene suhu ing pinggir mburi relatif kurang lan tekanan uap cilik. Ing prabédan tekanan lan suhu iki, cairan molten mili ngubengi bolongan cilik saka mburi ngarep menyang mburi mburi, mbentuk vortex ing mburi mburi bolongan cilik, lan pungkasanipun solidifies ing pinggiran mburi. Ing negara dinamis keyhole dijupuk liwat simulasi laser lan welding nyata ditampilake ing tokoh ndhuwur, Morfologi bolongan cilik lan aliran Cairan molten lingkungan sak lelungan ing kacepetan beda.
Amarga ana bolongan cilik, energi sinar laser nembus menyang interior materi, mbentuk lapisan las sing jero lan sempit. Morfologi salib-bagean khas saka lapisan las seng nembus jero laser ditampilake ing tokoh ndhuwur. Ambane seng nembus saka lapisan weld cedhak ambane saka keyhole (dadi pas, lapisan metallographic 60-100um luwih jero tinimbang keyhole, siji lapisan kurang Cairan). Sing luwih dhuwur Kapadhetan energi laser, sing luwih jero bolongan cilik, lan luwih ambane seng nembus lapisan weld. Ing welding laser daya dhuwur, ambane maksimum kanggo rasio jembaré saka lapisan welding bisa tekan 12:1.
Analisis penyerapan sakaenergi laserdening keyhole
Sadurunge pambentukan bolongan cilik lan plasma, energi laser utamane ditularake menyang interior benda kerja liwat konduksi termal. Proses welding belongs kanggo welding konduktif (kanthi ambane seng nembus kurang saka 0.5mm), lan tingkat panyerepan materi saka laser antarane 25-45%. Sawise keyhole kawangun, energi saka laser utamané digunakke dening interior saka workpiece liwat efek keyhole, lan proses welding dadi welding seng nembus jero (kanthi ambane seng nembus luwih saka 0.5mm), tingkat panyerepan bisa tekan. liwat 60-90%.
Efek keyhole nduweni peran penting banget kanggo ningkatake panyerepan laser sajrone proses kayata welding laser, nglereni, lan pengeboran. Sinar laser sing mlebu ing bolongan kunci meh diserap liwat pirang-pirang pantulan saka tembok bolongan.
Umume dipercaya mekanisme panyerepan energi laser ing jero bolongan kunci kalebu rong proses: panyerepan mbalikke lan panyerepan Fresnel.
Keseimbangan tekanan ing njero bolongan kunci
Sajrone welding penetrasi jero laser, materi kasebut ngalami penguapan sing abot, lan tekanan ekspansi sing diasilake dening uap suhu dhuwur ngusir logam cair, mbentuk bolongan cilik. Saliyane tekanan uap lan tekanan ablasi (uga dikenal minangka gaya reaksi penguapan utawa tekanan recoil) saka materi, ana uga tegangan permukaan, tekanan statis cair sing disebabake dening gravitasi, lan tekanan dinamis cairan sing diasilake dening aliran materi molten ing njero. bolongan cilik. Ing antarane tekanan kasebut, mung tekanan uap sing njaga bukaan bolongan cilik, dene telung pasukan liyane ngupayakake nutup bolongan cilik kasebut. Kanggo njaga stabilitas keyhole sajrone proses welding, tekanan uap kudu cukup kanggo ngatasi resistensi liyane lan entuk keseimbangan, njaga stabilitas keyhole jangka panjang. Kanggo gamblang, iku umume pitados bilih pasukan tumindak ing tembok keyhole utamané tekanan ablasi (tekanan recoil uap logam) lan tegangan permukaan.
Stabilitas Keyhole
Latar mburi: Laser tumindak ing permukaan materi, nyebabake akeh logam sing nguap. Tekanan recoil meksa mudhun ing blumbang molten, mbentuk keyholes lan plasma, asil ing Tambah ing ambane leleh. Sajrone proses obah, laser tekan tembok ngarep keyhole, lan posisi ing ngendi laser kontak materi bakal nimbulaké penguapan abot saka materi. Ing wektu sing padha, tembok keyhole bakal nemu mundhut massa, lan penguapan bakal mbentuk meksa recoil sing bakal menet mudhun ing logam Cairan, nyebabake tembok utama keyhole kanggo fluctuate mudhun lan pindhah watara ngisor keyhole menyang mburi blumbang molten. Amarga fluktuasi blumbang cair cair saka tembok ngarep menyang tembok mburi, volume ing njero bolongan terus saya ganti, Tekanan internal lubang kunci uga ganti, sing nyebabake owah-owahan volume plasma sing disemprotake. . Owah-owahan ing volume plasma ndadékaké kanggo owah-owahan ing shielding, refraction, lan panyerepan saka energi laser, asil owah-owahan ing energi saka laser tekan lumahing materi. Kabeh proses iku dinamis lan mesti, wekasanipun asil ing sawtooth shaped lan seng nembus logam wavy, lan ora ana Gamelan seng nembus las witjaksono, Gambar ndhuwur iku tampilan salib-bagean saka tengah weld dijupuk dening nglereni longitudinal podo karo kanggo tengah weld, uga pangukuran wektu nyata saka variasi ambane keyhole deningIPG-LDD minangka bukti.
Ngapikake arah stabilitas saka keyhole
Sajrone welding penetrasi jero laser, stabilitas bolongan cilik mung bisa digayuh kanthi keseimbangan dinamis saka macem-macem tekanan ing jero bolongan. Nanging, panyerepan energi laser dening tembok bolongan lan penguapan bahan, ejection saka beluk logam njaba bolongan cilik, lan gerakan maju saka bolongan cilik lan blumbang molten kabeh proses banget kuat lan cepet. Ing kahanan proses tartamtu, ing wektu tartamtu nalika proses welding, ana kamungkinan sing stabilitas saka bolongan cilik bisa disrupted ing wilayah lokal, anjog kanggo cacat welding. Sing paling khas lan umum yaiku cacat porositas jinis pori cilik lan spatter sing disebabake dening ambruk keyhole;
Dadi carane nyetabilke keyhole?
Fluktuasi cairan keyhole relatif rumit lan kalebu akeh banget faktor (medan suhu, medan aliran, medan gaya, fisika optoelektronik), sing mung bisa diringkes dadi rong kategori: hubungan antarane tegangan permukaan lan tekanan recoil uap logam; Tekanan recoil saka uap logam langsung tumindak ing generasi keyholes, sing ana hubungane karo ambane lan volume keyholes. Ing wektu sing padha, minangka siji-sijine zat sing obah saka uap logam ing proses welding, uga ana hubungane karo kedadeyan spatter; Tegangan lumahing mengaruhi aliran blumbang molten;
Dadi proses welding laser stabil gumantung ing njaga gradien distribusi saka tension lumahing ing blumbang molten, tanpa kakehan fluktuasi. Ketegangan permukaan ana gandhengane karo distribusi suhu, lan distribusi suhu ana gandhengane karo sumber panas. Mulane, sumber panas gabungan lan welding swing sing potensial technical directions kanggo proses welding stabil;
Uap logam lan volume keyhole kudu menehi perhatian marang efek plasma lan ukuran bukaan keyhole. Sing luwih gedhe bukaan, sing luwih gedhe keyhole, lan fluktuasi diabaikan ing titik ngisor blumbang nyawiji, kang duwe impact relatif cilik ing volume keyhole sakabèhé lan owah-owahan meksa internal; Dadi laser mode ring luwes (titik annular), rekombinasi busur laser, modulasi frekuensi, lan sapiturute kabeh arah sing bisa ditambahi.
Wektu kirim: Dec-01-2023
