Pembentukan lan pangembangan bolongan kunci:
Definisi bolongan kunci: Nalika iradiasi radiasi luwih saka 10 ^ 6W/cm ^ 2, permukaan materi bakal leleh lan nguap ing sangisore aksi laser. Nalika kecepatan penguapan cukup gedhe, tekanan recoil uap sing diasilake cukup kanggo ngatasi tegangan permukaan lan gravitasi cair logam cair, saengga nggeser sawetara logam cair, nyebabake blumbang cair ing zona eksitasi klelep lan mbentuk jugangan cilik; Sinar cahya langsung tumindak ing ngisor jugangan cilik, nyebabake logam luwih leleh lan dadi gas. Uap tekanan dhuwur terus meksa logam cair ing ngisor jugangan mili menyang pinggiran blumbang cair, luwih jero bolongan cilik. Proses iki terus, pungkasane mbentuk bolongan kaya bolongan kunci ing logam cair. Nalika tekanan uap logam sing diasilake dening sinar laser ing bolongan cilik tekan keseimbangan karo tegangan permukaan lan gravitasi logam cair, bolongan cilik ora maneh jero lan mbentuk bolongan cilik sing stabil jerone, sing diarani "efek bolongan cilik".
Nalika sinar laser obah relatif marang benda kerja, bolongan cilik nuduhake sisih ngarep sing rada mlengkung mundur lan segitiga terbalik sing miring kanthi jelas ing mburi. Pinggiran ngarep bolongan cilik minangka area aksi laser, kanthi suhu dhuwur lan tekanan uap sing dhuwur, dene suhu ing sadawane pinggiran mburi relatif kurang lan tekanan uap cilik. Ing sangisore bedane tekanan lan suhu iki, cairan cair mili ngubengi bolongan cilik saka pucuk ngarep menyang pucuk mburi, mbentuk pusaran ing pucuk mburi bolongan cilik, lan pungkasane dadi padhet ing pinggiran mburi. Kahanan dinamis bolongan kunci sing dipikolehi liwat simulasi laser lan pengelasan nyata dituduhake ing gambar ing ndhuwur, Morfologi bolongan cilik lan aliran cairan cair ing sekitar sajrone lelungan kanthi kecepatan sing beda-beda.
Amarga anané bolongan cilik, energi sinar laser nembus menyang njero bahan, mbentuk sambungan las sing jero lan sempit iki. Morfologi penampang khas saka sambungan las penetrasi jero laser dituduhake ing gambar ing ndhuwur. Ambane penetrasi sambungan las cedhak karo ambane bolongan kunci (supaya tepat, lapisan metalografi luwih jero 60-100um tinimbang bolongan kunci, siji lapisan cair luwih sithik). Semakin dhuwur kapadhetan energi laser, semakin jero bolongan cilik, lan semakin gedhe ambane penetrasi sambungan las. Ing pengelasan laser daya dhuwur, rasio ambane maksimal kanggo ambane sambungan las bisa tekan 12:1.
Analisis panyerepan sakaenergi laserdening bolongan kunci
Sadurunge bolongan cilik lan plasma dibentuk, energi laser utamane ditularake menyang njero benda kerja liwat konduksi termal. Proses pengelasan kalebu pengelasan konduktif (kanthi jerone penetrasi kurang saka 0,5mm), lan tingkat penyerapan laser ing materi kasebut antara 25-45%. Sawise bolongan kunci dibentuk, energi laser utamane diserep dening njero benda kerja liwat efek bolongan kunci, lan proses pengelasan dadi pengelasan penetrasi jero (kanthi jerone penetrasi luwih saka 0,5mm), Tingkat penyerapan bisa tekan luwih saka 60-90%.
Efek bolongan kunci nduweni peran penting banget kanggo ningkatake panyerepan laser sajrone proses kayata pengelasan laser, pemotongan, lan pengeboran. Sinar laser sing mlebu bolongan kunci meh kabeh diserep liwat pirang-pirang pantulan saka tembok bolongan.
Lumrahé dipercaya yèn mekanisme panyerepan ènergi laser ing njero bolongan kunci kalebu rong prosès: panyerepan mbalikke lan panyerepan Fresnel.
Keseimbangan tekanan ing njero bolongan kunci
Sajrone pengelasan penetrasi laser sing jero, materi kasebut ngalami penguapan sing parah, lan tekanan ekspansi sing diasilake dening uap suhu dhuwur ngetokake logam cair, mbentuk bolongan cilik. Saliyane tekanan uap lan tekanan ablasi (uga dikenal minangka gaya reaksi penguapan utawa tekanan recoil) saka materi kasebut, ana uga tegangan permukaan, tekanan statis cair sing disebabake dening gravitasi, lan tekanan dinamis fluida sing diasilake dening aliran materi cair ing njero bolongan cilik. Antarane tekanan kasebut, mung tekanan uap sing njaga bukaan bolongan cilik, dene telung gaya liyane ngupayakake nutup bolongan cilik kasebut. Kanggo njaga stabilitas bolongan kunci sajrone proses pengelasan, tekanan uap kudu cukup kanggo ngatasi resistensi liyane lan entuk keseimbangan, njaga stabilitas jangka panjang bolongan kunci. Kanggo kesederhanaan, umume dipercaya manawa gaya sing tumindak ing tembok bolongan kunci utamane tekanan ablasi (tekanan recoil uap logam) lan tegangan permukaan.
Ketidakstabilan Lubang Kunci
Latar Belakang: Laser tumindak ing lumahing bahan, nyebabake akeh logam nguap. Tekanan recoil meksa mudhun ing blumbang sing cair, mbentuk bolongan kunci lan plasma, sing nyebabake tambah jerone leleh. Sajrone proses obah, laser nabrak tembok ngarep bolongan kunci, lan posisi ing ngendi laser kontak karo bahan kasebut bakal nyebabake penguapan materi sing parah. Ing wektu sing padha, tembok bolongan kunci bakal ngalami mundhut massa, lan penguapan bakal mbentuk tekanan recoil sing bakal meksa mudhun ing logam cair, nyebabake tembok njero bolongan kunci fluktuasi mudhun lan obah ing sekitar ngisor bolongan kunci menyang mburi blumbang cair. Amarga fluktuasi blumbang cair cair saka tembok ngarep menyang tembok mburi, volume ing njero bolongan kunci terus owah. Tekanan internal bolongan kunci uga owah, sing nyebabake owah-owahan volume plasma sing disemprot metu. Owah-owahan volume plasma nyebabake owah-owahan ing tameng, refraksi, lan panyerepan energi laser, sing nyebabake owah-owahan energi laser sing tekan lumahing bahan. Kabeh proses iki dinamis lan periodik, pungkasane ngasilake penetrasi logam sing bentuke untu gergaji lan bergelombang, lan ora ana las penetrasi sing rata lan rata. Gambar ing ndhuwur minangka tampilan penampang tengah las sing dipikolehi kanthi pemotongan longitudinal sejajar karo tengah las, uga pangukuran wektu nyata saka variasi ambane bolongan kunci deningIPG-LDD minangka bukti.
Nambah stabilitas arah bolongan kunci
Sajrone pengelasan penetrasi jero laser, stabilitas bolongan cilik mung bisa dipastikake kanthi keseimbangan dinamis saka macem-macem tekanan ing njero bolongan. Nanging, panyerepan energi laser dening tembok bolongan lan penguapan bahan, ejeksi uap logam ing njaba bolongan cilik, lan gerakan maju bolongan cilik lan blumbang cair kabeh minangka proses sing kuat banget lan cepet. Ing kahanan proses tartamtu, ing wektu tartamtu sajrone proses pengelasan, ana kemungkinan stabilitas bolongan cilik bisa kaganggu ing wilayah lokal, sing nyebabake cacat pengelasan. Sing paling khas lan umum yaiku cacat porositas jinis pori cilik lan percikan sing disebabake dening ambruk bolongan kunci;
Dadi kepiye carane nyetabilake bolongan kunci?
Fluktuasi cairan lubang kunci relatif rumit lan nglibatake akeh faktor (medan suhu, medan aliran, medan gaya, fisika optoelektronik), sing bisa diringkes dadi rong kategori: hubungan antarane tegangan permukaan lan tekanan recoil uap logam; Tekanan recoil uap logam langsung tumindak ing generasi lubang kunci, sing ana hubungane karo ambane lan volume lubang kunci. Ing wektu sing padha, minangka siji-sijine zat uap logam sing obah munggah ing proses pengelasan, uga ana hubungane karo kedadeyan percikan; Tegangan permukaan mengaruhi aliran blumbang cair;
Dadi, proses pengelasan laser sing stabil gumantung marang njaga gradien distribusi tegangan permukaan ing blumbang cair, tanpa fluktuasi sing akeh banget. Tegangan permukaan ana hubungane karo distribusi suhu, lan distribusi suhu ana hubungane karo sumber panas. Mulane, sumber panas komposit lan pengelasan ayunan minangka arah teknis potensial kanggo proses pengelasan sing stabil;
Uap logam lan volume bolongan kunci kudu nggatekake efek plasma lan ukuran bukaan bolongan kunci. Sing luwih gedhe bukaan, sing luwih gedhe bolongan kunci, lan fluktuasi sing ora pati penting ing titik ngisor blumbang leleh, sing nduweni pengaruh sing relatif cilik marang volume bolongan kunci sakabèhé lan owah-owahan tekanan internal; Dadi laser mode dering sing bisa diatur (titik annular), rekombinasi busur laser, modulasi frekuensi, lan liya-liyane minangka kabeh arah sing bisa dikembangake.
Wektu kiriman: 01-Desember-2023
