Mwingiliano kati ya leza na vifaa unahusisha matukio na sifa nyingi za kimwili. Makala tatu zijazo zitaanzisha matukio matatu muhimu ya kimwili yanayohusiana na mchakato wa kulehemu leza ili kuwapa wenzake uelewa wazi zaidi wamchakato wa kulehemu kwa leza: imegawanywa katika kiwango cha unyonyaji wa leza na mabadiliko katika hali, plasma na athari ya tundu la ufunguo. Wakati huu, tutasasisha uhusiano kati ya mabadiliko katika hali ya leza na vifaa na kiwango cha unyonyaji.
Mabadiliko katika hali ya maada yanayosababishwa na mwingiliano kati ya leza na vifaa
Usindikaji wa leza wa vifaa vya chuma unategemea zaidi usindikaji wa joto wa athari za photothermal. Wakati mionzi ya leza inapotumika kwenye uso wa nyenzo, mabadiliko mbalimbali yatatokea katika eneo la uso wa nyenzo katika msongamano tofauti wa nguvu. Mabadiliko haya ni pamoja na kupanda kwa joto la uso, kuyeyuka, uvukizi, uundaji wa tundu la ufunguo, na uzalishaji wa plasma. Zaidi ya hayo, mabadiliko katika hali halisi ya eneo la uso wa nyenzo huathiri sana unyonyaji wa leza wa nyenzo. Kwa ongezeko la msongamano wa nguvu na muda wa kitendo, nyenzo ya chuma itapitia mabadiliko yafuatayo katika hali:
Wakatinguvu ya lezamsongamano ni mdogo (<10 ^ 4w/cm ^ 2) na muda wa mionzi ni mfupi, nishati ya leza inayofyonzwa na chuma inaweza kusababisha halijoto ya nyenzo kupanda kutoka juu hadi ndani, lakini awamu imara bado haijabadilika. Inatumika hasa kwa ajili ya matibabu ya uimarishaji wa sehemu na mabadiliko ya awamu, huku zana, gia, na fani zikiwa nyingi;
Kwa ongezeko la msongamano wa nguvu ya leza (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm ^ 2) na muda wa mionzi kuongezeka, uso wa nyenzo huyeyuka polepole. Kadri nishati ya kuingiza inavyoongezeka, kiolesura cha kioevu-kigumu husogea polepole kuelekea sehemu ya ndani ya nyenzo. Mchakato huu wa kimwili hutumika hasa kwa ajili ya kuyeyusha uso, kuchanganya, kufunika, na kulehemu upitishaji joto wa metali.
Kwa kuongeza zaidi msongamano wa nguvu (>10 ^ 6w/cm ^ 2) na kuongeza muda wa utekelezaji wa leza, uso wa nyenzo sio tu kwamba huyeyuka bali pia huvukiza, na vitu vilivyovukiza hukusanyika karibu na uso wa nyenzo na kubadilika kuwa ioni hafifu ili kuunda plasma. Plasma hii nyembamba husaidia nyenzo kunyonya leza; Chini ya shinikizo la uvukizaji na upanuzi, uso wa kioevu huharibika na kutengeneza mashimo. Hatua hii inaweza kutumika kwa kulehemu kwa leza, kwa kawaida katika kulehemu kwa upitishaji joto wa miunganisho midogo ndani ya 0.5mm.
Kwa kuongeza zaidi msongamano wa nguvu (>10 ^ 7w/cm ^ 2) na kuongeza muda wa mionzi, uso wa nyenzo hupitia uvukizi mkali, na kutengeneza plasma yenye kiwango cha juu cha ioni. Plasma hii mnene ina athari ya kinga kwenye leza, na kupunguza sana msongamano wa nishati wa tukio la leza kwenye nyenzo. Wakati huo huo, chini ya nguvu kubwa ya mmenyuko wa mvuke, mashimo madogo, ambayo hujulikana kama mashimo ya funguo, huundwa ndani ya chuma kilichoyeyuka. Uwepo wa mashimo ya funguo ni muhimu kwa nyenzo kunyonya leza, na hatua hii inaweza kutumika kwa kulehemu kwa leza, kukata na kuchimba visima kwa kina, ugumu wa athari, n.k.
Chini ya hali tofauti, mawimbi tofauti ya miale ya leza kwenye vifaa tofauti vya chuma yatasababisha thamani maalum za msongamano wa nguvu katika kila hatua.
Kwa upande wa ufyonzaji wa leza na nyenzo, uvukizaji wa nyenzo ni mpaka. Nyenzo isipopitia uvukizaji, iwe katika awamu ngumu au ya kimiminika, ufyonzaji wake wa leza hubadilika polepole tu na ongezeko la joto la uso; Mara tu nyenzo inapoanza kuvukiza na kuunda plasma na mashimo ya funguo, ufyonzaji wa leza wa nyenzo utabadilika ghafla.
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2, kiwango cha unyonyaji wa leza kwenye uso wa nyenzo wakati wa kulehemu kwa leza hutofautiana kulingana na msongamano wa nguvu ya leza na halijoto ya uso wa nyenzo. Wakati nyenzo hazitayeyuka, kiwango cha unyonyaji wa nyenzo kwenye leza huongezeka polepole kadri halijoto ya uso wa nyenzo inavyoongezeka. Wakati msongamano wa nguvu ni mkubwa kuliko (10 ^ 6w/cm ^ 2), nyenzo huvukiza kwa nguvu, na kutengeneza tundu la ufunguo. Leza huingia kwenye tundu la ufunguo kwa ajili ya tafakari nyingi na unyonyaji, na kusababisha ongezeko kubwa la kiwango cha unyonyaji wa nyenzo kwenye leza na ongezeko kubwa la kina cha kuyeyuka.
Kunyonya kwa Leza kwa Vifaa vya Chuma - Urefu wa Mawimbi
Mchoro hapo juu unaonyesha mkunjo wa uhusiano kati ya uakisi, unyonyaji, na urefu wa mawimbi wa metali zinazotumika sana kwenye halijoto ya kawaida. Katika eneo la infrared, kiwango cha unyonyaji hupungua na uakisi huongezeka kadri urefu wa mawimbi unavyoongezeka. Metali nyingi huakisi kwa nguvu mwanga wa infrared wa urefu wa 10.6um (CO2) huku zikiakisi kwa udhaifu mwanga wa infrared wa urefu wa 1.06um (1060nm). Vifaa vya metali vina viwango vya juu vya unyonyaji kwa leza fupi za urefu wa mawimbi, kama vile mwanga wa bluu na kijani.
Kunyonya kwa Leza kwa Vifaa vya Chuma - Joto la Nyenzo na Uzito wa Nishati ya Leza
Kwa mfano, aloi ya alumini, wakati nyenzo ni ngumu, kiwango cha kunyonya leza ni karibu 5-7%, kiwango cha kunyonya kioevu ni hadi 25-35%, na kinaweza kufikia zaidi ya 90% katika hali ya tundu la ufunguo.
Kiwango cha unyonyaji wa nyenzo kwenye leza huongezeka kadri halijoto inavyoongezeka. Kiwango cha unyonyaji wa nyenzo za chuma kwenye halijoto ya kawaida ni cha chini sana. Halijoto inapoongezeka hadi karibu na kiwango cha kuyeyuka, kiwango cha unyonyaji wake kinaweza kufikia 40% hadi 60%. Ikiwa halijoto iko karibu na kiwango cha kuchemka, kiwango cha unyonyaji wake kinaweza kufikia 90%.
Kunyonya kwa Leza kwa Vifaa vya Chuma - Hali ya Uso
Kiwango cha kawaida cha unyonyaji hupimwa kwa kutumia uso laini wa chuma, lakini katika matumizi ya vitendo ya kupasha joto kwa leza, kwa kawaida ni muhimu kuongeza kiwango cha unyonyaji wa vifaa fulani vya kuakisi kwa juu (alumini, shaba) ili kuepuka kuunganishwa kwa uwongo kunakosababishwa na kuakisi kwa juu;
Mbinu zifuatazo zinaweza kutumika:
1. Kutumia michakato inayofaa ya matibabu ya awali ya uso ili kuboresha ung'avu wa leza: oksidi ya mfano, ufyatuaji wa mchanga, usafishaji wa leza, upako wa nikeli, upako wa bati, mipako ya grafiti, n.k. yote yanaweza kuboresha kiwango cha unyonyaji wa leza kwenye nyenzo;
Kiini chake ni kuongeza ukali wa uso wa nyenzo (ambayo inafaa kwa tafakari na unyonyaji wa leza nyingi), na pia kuongeza nyenzo za mipako kwa kiwango cha juu cha unyonyaji. Kwa kunyonya nishati ya leza na kuyeyusha na kuibadilisha kupitia vifaa vya kiwango cha juu cha unyonyaji, joto la leza hupitishwa kwenye nyenzo ya msingi ili kuboresha kiwango cha unyonyaji wa nyenzo na kupunguza kulehemu pepe kunakosababishwa na jambo la tafakari ya juu.
Muda wa chapisho: Novemba-23-2023
