Uundaji na ukuzaji wa mashimo muhimu:
Ufafanuzi wa shimo la ufunguo: Mwangaza wa mionzi unapozidi 10 ^ 6W/cm ^ 2, uso wa nyenzo huyeyuka na kuyeyuka chini ya hatua ya leza. Wakati kasi ya uvukizi ni kubwa ya kutosha, shinikizo la kurudisha nyuma kwa mvuke inatosha kushinda mvutano wa uso na mvuto wa kioevu wa chuma kioevu, na hivyo kuondoa sehemu ya chuma kioevu, na kusababisha dimbwi la kuyeyuka kwenye eneo la msisimko kuzama na kuunda mashimo madogo. ; Mwanga wa mwanga hufanya moja kwa moja chini ya shimo ndogo, na kusababisha chuma kuyeyuka zaidi na gesi. Mvuke wa shinikizo la juu unaendelea kulazimisha chuma kioevu chini ya shimo kutiririka kuelekea pembezoni mwa dimbwi la kuyeyushwa, na kuongeza zaidi shimo ndogo. Utaratibu huu unaendelea, hatimaye kutengeneza tundu la funguo kama shimo kwenye chuma kioevu. Wakati shinikizo la mvuke wa chuma linalozalishwa na boriti ya laser kwenye shimo ndogo hufikia usawa na mvutano wa uso na mvuto wa chuma kioevu, shimo ndogo haizidi tena na kuunda shimo ndogo yenye kina, ambayo inaitwa "athari ya shimo ndogo" .
Boriti ya leza inaposogea kuhusiana na sehemu ya kufanyia kazi, tundu dogo linaonyesha sehemu ya mbele iliyopinda nyuma kidogo na pembetatu iliyopinda kwa uwazi nyuma. Makali ya mbele ya shimo ndogo ni eneo la hatua ya laser, yenye joto la juu na shinikizo la mvuke, wakati joto kwenye makali ya nyuma ni duni na shinikizo la mvuke ni ndogo. Chini ya shinikizo hili na tofauti ya joto, kioevu kilichoyeyuka hutiririka kuzunguka shimo dogo kutoka mwisho wa mbele hadi mwisho wa nyuma, na kutengeneza vortex kwenye mwisho wa nyuma wa shimo ndogo, na mwishowe huganda kwenye ukingo wa nyuma. Hali ya nguvu ya shimo la funguo iliyopatikana kwa njia ya simulation ya laser na kulehemu halisi inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapo juu, Mofolojia ya mashimo madogo na mtiririko wa kioevu kilichoyeyuka kinachozunguka wakati wa kusafiri kwa kasi tofauti.
Kutokana na kuwepo kwa mashimo madogo, nishati ya boriti ya laser huingia ndani ya mambo ya ndani ya nyenzo, na kutengeneza mshono huu wa kina na mwembamba wa weld. Morphology ya kawaida ya sehemu ya msalaba ya mshono wa weld ya kupenya kwa kina ya laser imeonyeshwa kwenye takwimu hapo juu. Kina cha kupenya cha mshono wa weld ni karibu na kina cha tundu la funguo (kuwa sahihi, safu ya metallographic ni 60-100um zaidi kuliko tundu la funguo, safu moja ya kioevu kidogo). Kadiri msongamano wa nishati ya laser unavyozidi kuongezeka, ndivyo shimo ndogo inavyoongezeka, na ndivyo kina cha kupenya cha mshono wa weld. Katika kulehemu kwa laser yenye nguvu ya juu, uwiano wa kina na upana wa mshono wa weld unaweza kufikia 12: 1.
Uchambuzi wa kunyonyanishati ya laserkwa tundu la ufunguo
Kabla ya kuundwa kwa mashimo madogo na plasma, nishati ya laser hupitishwa hasa kwa mambo ya ndani ya workpiece kwa njia ya uendeshaji wa joto. Mchakato wa kulehemu ni wa kulehemu conductive (kwa kina cha kupenya chini ya 0.5mm), na kiwango cha kunyonya kwa nyenzo ya laser ni kati ya 25-45%. Mara tu shimo la ufunguo linapoundwa, nishati ya laser inafyonzwa zaidi na mambo ya ndani ya kiboreshaji kupitia athari ya tundu, na mchakato wa kulehemu unakuwa kulehemu kwa kupenya kwa kina (kwa kina cha kupenya zaidi ya 0.5mm), kiwango cha kunyonya kinaweza kufikia. zaidi ya 60-90%.
Athari ya shimo la ufunguo ina jukumu muhimu sana katika kuimarisha ufyonzaji wa leza wakati wa kuchakata kama vile kulehemu leza, kukata na kuchimba visima. Boriti ya laser inayoingia kwenye tundu la ufunguo inakaribia kabisa kufyonzwa kupitia tafakari nyingi kutoka kwa ukuta wa shimo.
Kwa ujumla inaaminika kuwa utaratibu wa kunyonya nishati ya leza ndani ya tundu la ufunguo ni pamoja na michakato miwili: ufyonzaji wa kinyume na ufyonzaji wa Fresnel.
Usawa wa shinikizo ndani ya tundu la funguo
Wakati wa kulehemu kwa kupenya kwa kina cha laser, nyenzo hupata mvuke mkali, na shinikizo la upanuzi linalotokana na mvuke ya juu ya joto hufukuza chuma kioevu, na kutengeneza mashimo madogo. Mbali na shinikizo la mvuke na shinikizo la ablation (pia inajulikana kama nguvu ya mmenyuko wa uvukizi au shinikizo la recoil) ya nyenzo, pia kuna mvutano wa uso, shinikizo la tuli la kioevu linalosababishwa na mvuto, na shinikizo la nguvu la maji linalotokana na mtiririko wa nyenzo zilizoyeyuka ndani ya chombo. shimo ndogo. Miongoni mwa shinikizo hizi, shinikizo la mvuke tu hudumisha ufunguzi wa shimo ndogo, wakati vikosi vingine vitatu vinajitahidi kufunga shimo ndogo. Ili kudumisha utulivu wa shimo la ufunguo wakati wa mchakato wa kulehemu, shinikizo la mvuke lazima iwe ya kutosha kuondokana na upinzani mwingine na kufikia usawa, kudumisha utulivu wa muda mrefu wa shimo la ufunguo. Kwa urahisi, inaaminika kwa ujumla kuwa nguvu zinazofanya kazi kwenye ukuta wa shimo la funguo ni shinikizo la uondoaji (shinikizo la mvuke wa chuma) na mvutano wa uso.
Kutokuwa na utulivu wa Keyhole
Asili: Laser hufanya kazi kwenye uso wa nyenzo, na kusababisha kiasi kikubwa cha chuma kuyeyuka. Shinikizo la kurudi nyuma hukandamiza dimbwi la maji, na kutengeneza tundu za funguo na plasma, na kusababisha kuongezeka kwa kina cha kuyeyuka. Wakati wa mchakato wa kusonga, laser hupiga ukuta wa mbele wa tundu la ufunguo, na mahali ambapo laser inawasiliana na nyenzo itasababisha uvukizi mkali wa nyenzo. Wakati huo huo, ukuta wa tundu la funguo utapata hasara kubwa, na uvukizi utatengeneza shinikizo la kurudi nyuma ambalo litakandamiza chuma kioevu, na kusababisha ukuta wa ndani wa tundu la funguo kubadilika kwenda chini na kuzunguka chini ya tundu la funguo kuelekea nyuma ya bwawa la kuyeyuka. Kwa sababu ya kushuka kwa thamani ya dimbwi la kuyeyushwa la kioevu kutoka kwa ukuta wa mbele hadi ukuta wa nyuma, kiasi ndani ya tundu la ufunguo kinabadilika kila wakati, Shinikizo la ndani la tundu la ufunguo pia hubadilika ipasavyo, ambayo husababisha mabadiliko ya kiasi cha plasma iliyonyunyizwa. . Mabadiliko ya kiasi cha plasma husababisha mabadiliko katika kukinga, kukataa, na kunyonya kwa nishati ya laser, na kusababisha mabadiliko katika nishati ya laser kufikia uso wa nyenzo. Mchakato mzima ni wa nguvu na wa mara kwa mara, hatimaye kusababisha kupenya kwa chuma cha umbo la sawtooth na wavy, na hakuna weld laini ya kupenya sawa, takwimu hapo juu ni mtazamo wa sehemu ya katikati ya weld iliyopatikana kwa kukata longitudinal sambamba na katikati ya weld, pamoja na kipimo halisi wakati wa tofauti keyhole kina kwaIPG-LDD kama ushahidi.
Boresha mwelekeo wa uimara wa tundu la funguo
Wakati wa kulehemu kwa kupenya kwa kina laser, utulivu wa shimo ndogo unaweza kuhakikisha tu kwa usawa wa nguvu wa shinikizo mbalimbali ndani ya shimo. Hata hivyo, ufyonzwaji wa nishati ya laser na ukuta wa shimo na uvukizi wa nyenzo, utolewaji wa mvuke wa chuma nje ya shimo ndogo, na kusonga mbele kwa shimo ndogo na bwawa la kuyeyuka yote ni mchakato mkali sana na wa haraka. Chini ya hali fulani za mchakato, kwa wakati fulani wakati wa mchakato wa kulehemu, kuna uwezekano kwamba utulivu wa shimo ndogo unaweza kuvuruga katika maeneo ya ndani, na kusababisha kasoro za kulehemu. Ya kawaida na ya kawaida ni kasoro ndogo za aina ya pore na spatter inayosababishwa na kuanguka kwa tundu;
Kwa hivyo jinsi ya kuimarisha tundu la ufunguo?
Kushuka kwa joto kwa kiowevu cha tundu la ufunguo ni ngumu kiasi na inahusisha mambo mengi sana (uwanja wa joto, uwanja wa mtiririko, uwanja wa nguvu, fizikia ya optoelectronic), ambayo inaweza kufupishwa tu katika makundi mawili: uhusiano kati ya mvutano wa uso na shinikizo la recoil ya mvuke ya chuma; Shinikizo la kurudi nyuma la mvuke wa chuma hutenda moja kwa moja kwenye kizazi cha mashimo ya funguo, ambayo yanahusiana kwa karibu na kina na kiasi cha funguo. Wakati huo huo, kama dutu pekee ya kusonga juu ya mvuke wa chuma katika mchakato wa kulehemu, pia inahusiana kwa karibu na tukio la spatter; Mvutano wa uso huathiri mtiririko wa bwawa la kuyeyuka;
Kwa hivyo mchakato wa kulehemu wa laser unategemea kudumisha gradient ya usambazaji wa mvutano wa uso kwenye bwawa la kuyeyuka, bila kushuka kwa thamani sana. Mvutano wa uso unahusiana na usambazaji wa joto, na usambazaji wa joto unahusiana na chanzo cha joto. Kwa hiyo, chanzo cha joto cha mchanganyiko na kulehemu kwa swing ni maelekezo ya kiufundi ya mchakato wa kulehemu imara;
Mvuke wa chuma na ujazo wa tundu la ufunguo unahitaji kuzingatia athari ya plasma na saizi ya ufunguzi wa tundu la funguo. Kadiri tundu linavyokuwa kubwa, ndivyo shimo la funguo inavyokuwa kubwa, na mabadiliko madogo madogo katika sehemu ya chini ya dimbwi la kuyeyuka, ambayo yana athari ndogo kwa jumla ya ujazo wa tundu la funguo na mabadiliko ya shinikizo la ndani; Kwa hivyo leza ya modi ya pete inayoweza kubadilishwa (doa ya annular), ujumuishaji wa safu ya leza, urekebishaji wa masafa, n.k. yote ni pande zinazoweza kupanuliwa.
Muda wa kutuma: Dec-01-2023
