Komparo de veldaj efikoj de laseroj kun malsamaj kerndiametroj

Lasera veldadopovas esti atingita uzante kontinuajn aŭ pulsitajn laserradiojn. La principoj delasera veldadopovas esti dividita en varmokondukta veldo kaj lasero profunda penetra veldo. Kiam la potenca denseco estas malpli ol 104~105 W/cm2, ĝi estas varmokondukta veldo. En ĉi tiu tempo, la penetra profundo estas malprofunda kaj la velda rapido estas malrapida; kiam la denseco de potenco estas pli granda ol 105 ~ 107 W/cm2, la metala surfaco estas konkava en "truojn" pro varmo, formante profundan penetran veldon, kiu havas Ĝi havas la karakterizaĵojn de rapida velda rapido kaj granda bildformato. La principo de termika kondukadolasera veldadoestas: lasera radiado varmigas la prilaborotan surfacon, kaj la surfaca varmo disvastiĝas al la interno per termika kondukado. Kontrolante laserajn parametrojn kiel laseran pulslarĝon, energion, pintpotencon kaj ripetfrekvencon, la laborpeco estas fandita por formi specifan fanditan naĝejon.

Laser profunda penetra veldado ĝenerale uzas kontinuan laseran radion por kompletigi la ligon de materialoj. Ĝia metalurgia fizika procezo estas tre simila al tiu de elektronradia veldado, tio estas, la energikonverta mekanismo estas kompletigita per "ŝlosiltrua" strukturo.

Sub lasera surradiado kun sufiĉe alta potenca denseco, la materialo vaporiĝas kaj malgrandaj truoj formiĝas. Ĉi tiu malgranda truo plenigita de vaporo estas kiel nigra korpo, absorbante preskaŭ la tutan energion de la incidenta trabo. La ekvilibra temperaturo en la truo atingas proksimume 2500°C. La varmo estas transdonita de la ekstera muro de la alt-temperatura truo, kaŭzante la metalon ĉirkaŭantan la truon degeli. La malgranda truo estas plenigita per alt-temperatura vaporo generita per la kontinua vaporiĝo de la murmaterialo sub la surradiado de la trabo. La muroj de la malgranda truo estas ĉirkaŭitaj de fandita metalo, kaj la likva metalo estas ĉirkaŭita de solidaj materialoj (en la plej multaj konvenciaj veldaj procezoj kaj lasera kondukta veldado, la energio unue Deponita sur la surfaco de la laborpeco kaj poste transportita al la interno per translokigo. ). La likva fluo ekster la trua muro kaj la surfaca tensio de la murtavolo estas en fazo kun la kontinue generita vaporpremo en la trua kavo kaj konservas dinamikan ekvilibron. La lumradio senĉese eniras la malgrandan truon, kaj la materialo ekster la malgranda truo senĉese fluas. Dum la lumradio moviĝas, la malgranda truo ĉiam estas en stabila fluostato.

Tio estas, la malgranda truo kaj la fandita metalo ĉirkaŭanta la truan muron antaŭeniras kun la antaŭenrapideco de la pilota trabo. La fandita metalo plenigas la breĉon forlasitan post kiam la malgranda truo estas forigita kaj kondensiĝas sekve, kaj la veldo estas formita. Ĉio ĉi okazas tiel rapide, ke veldaj rapidoj povas facile atingi plurajn metrojn por minuto.

Post kompreno de la bazaj konceptoj de potenca denseco, termika konduktiveca veldado kaj profunda penetra veldado, ni poste faros komparan analizon de la potenca denseco kaj metalografiaj fazoj de malsamaj kernaj diametroj.

Komparo de veldaj eksperimentoj bazitaj sur komunaj laseraj kerndiametroj sur la merkato:

Potenco de fokusa punktopozicio de laseroj kun malsamaj kerndiametroj

El la perspektivo de potenca denseco, sub la sama potenco, ju pli malgranda la kerndiametro, des pli alta la brilo de la lasero kaj des pli koncentrita la energio. Se la lasero estas komparata kun akra tranĉilo, ju pli malgranda la kerndiametro, des pli akra la lasero. La potenca denseco de la 14um-kerndiametra lasero estas pli ol 50 fojojn tiu de la 100um-kerndiametra lasero, kaj la prilabora kapablo estas pli forta. Samtempe, la potenca denseco kalkulita ĉi tie estas nur simpla averaĝa denseco. La fakta energidistribuo estas proksimuma gaŭsa distribuo, kaj la centra energio estos plurajn fojojn la meza potencodenseco.

Skema diagramo de lasera energidistribuo kun malsamaj kerndiametroj

La koloro de la energidistribua diagramo estas la energidistribuo. Ju pli ruĝa la koloro, des pli alta la energio. La ruĝa energio estas la loko kie la energio estas koncentrita. Tra la lasera energia distribuo de laseraj radioj kun malsamaj kernaj diametroj, oni povas vidi, ke la lasera radio fronto ne estas akra kaj la lasera radio estas akra. Ju pli malgranda, des pli koncentrita la energio estas sur unu punkto, des pli akra ĝi estas kaj des pli forta ĝia penetra kapablo.

Komparo de veldaj efikoj de laseroj kun malsamaj kerndiametroj

Komparo de laseroj kun malsamaj kerndiametroj:

(1) La eksperimento uzas rapidon de 150mm/s, fokusa pozicio-veldado, kaj la materialo estas 1 serio aluminio, 2mm dika;

(2) Ju pli granda la kerndiametro, des pli granda la fanda larĝo, des pli granda la varmo-trafita zono, kaj des pli malgranda la unuo-potenca denseco. Kiam la kerna diametro superas 200um, ne estas facile atingi penetran profundon sur altaj reakciaj alojoj kiel aluminio kaj kupro, kaj pli alta Profunda penetra veldo povas esti atingita nur kun alta potenco;

(3) Malgrand-kernaj laseroj havas altan potencan densecon kaj povas rapide trui ŝlosiltruojn sur la surfaco de materialoj kun alta energio kaj malgrandaj varmo-trafitaj zonoj. Tamen, samtempe, la surfaco de la veldo estas malglata, kaj la probableco de kolapso de serurtruo estas alta dum malaltrapida veldo, kaj la serurtruo estas fermita dum la velda ciklo. La ciklo estas longa, kaj difektoj kiel difektoj kaj poroj emas okazi. Ĝi taŭgas por altrapida prilaborado aŭ prilaborado kun svinga trajektorio;

(4) Grandaj kernaj diametraj laseroj havas pli grandajn lumpunktojn kaj pli disvastigitan energion, igante ilin pli taŭgaj por lasera surfaca refandado, tegaĵo, recocido kaj aliaj procezoj.