Лазердик ширетүү
Акыркы жылдарда жаңы энергетика тармагынын тез өнүгүшүнүн аркасында лазердик ширетүү өзүнүн тез жана туруктуу артыкчылыктары менен бүтүндөй жаңы энергетика тармагына тездик менен кирди.Алардын арасында лазердик ширетүү жабдуулары бүтүндөй жаңы энергетика тармагындагы колдонмолордун эң жогорку үлүшүн түзөт.
Лазердик ширетүү тез ылдамдыгы, чоң тереңдиги жана кичинекей деформациясы үчүн жашоонун бардык чөйрөлөрүндө биринчи тандоо болуп калды.Лазердик ширетүүдөн тактык менен ширетүүдөн баштап, бекемдөөчү ширетүүлөргө чейин, лазердик ширетүү теңдешсиз тактыкты жана башкарууну камсыз кылат.Бул өнөр жай өндүрүшүндө жана өндүрүштө, анын ичинде аскердик өнөр жайда, медициналык жардамда, аэрокосмостук өнөр жайда, 3C авто тетиктерин, механикалык жадыбалы металлды, жаңы энергетикада жана башка тармактарда маанилүү ролду ойнойт.
Башка ширетүүчү технологиялар менен салыштырганда, лазердик ширетүүнүн уникалдуу артыкчылыктары жана кемчиликтери бар.
Артыкчылыгы:
1. Fast ылдамдыгы, чоң тереңдик жана кичинекей деформация.
2. Ширетүү кадимки температурада же өзгөчө шарттарда жүргүзүлүшү мүмкүн, ал эми ширетүүчү жабдуулар жөнөкөй.Мисалы, лазер нуру электромагниттик талаада жылбайт.Лазерлер вакуумда, абада же белгилүү бир газ чөйрөсүндө ширете алат жана айнек аркылуу же лазер нуруна тунук материалдарды ширете алат.
3. Титан жана кварц сыяктуу отко чыдамдуу материалдарды ширете алат, ошондой эле жакшы натыйжалар менен окшош эмес материалдарды ширете алат.
4. лазер багытталган кийин, күч тыгыздыгы жогору.Аспектинин катышы 5:1ге жетиши мүмкүн, ал эми жогорку кубаттуулуктагы түзүлүштөрдү ширетүүдө 10:1ге чейин жетиши мүмкүн.
5. Микро ширетүү жүргүзүлүшү мүмкүн.Лазер нуру багытталгандан кийин, кичинекей такты алууга болот жана аны так жайгаштырууга болот.Бул автоматташтырылган массалык өндүрүшкө жетүү үчүн микро жана майда бөлүктөрүн чогултуу жана ширетүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
6. Ал жетүүгө кыйын жерлерди ширетүү жана чоң ийкемдүүлүк менен байланышсыз алыскы ширетүүнү аткара алат.Айрыкча, акыркы жылдары, YAG лазердик иштетүү технологиясы лазер ширетүүчү технологиясын кеңири жайылтууга жана колдонууга мүмкүндүк берген оптикалык була өткөрүү технологиясын кабыл алды.
7. Лазердик нурду убакыт жана мейкиндикте бөлүү оңой жана бир нече нурларды бир эле учурда бир нече жерде иштетүүгө болот, бул дагы так ширетүү үчүн шарттарды түзөт.
Кемчилик:
1. Даярдаманы монтаждоо тактыгы жогору болушу талап кылынат, ал эми бланкадагы устундун ордун олуттуу түрдө четтетүү мүмкүн эмес.Себеби фокусталгандан кийин лазердик тактын өлчөмү кичинекей жана ширетүүчү тигиш тар болгондуктан, толтургуч металл материалдарын кошууну кыйындатат.Даярдаманы монтаждоо тактыгы же устундун жайгашуу тактыгы талаптарга жооп бербесе, ширетүүдө кемчиликтер пайда болот.
2. Лазердик жана ага байланыштуу системалардын баасы жогору, бир жолку инвестиция чоң.
Литий батареясын өндүрүүдө кеңири таралган лазердик ширетүү кемчиликтери
1. Ширетүүчү көзөнөктүүлүк
Лазердик ширетүүдөгү жалпы кемчиликтер тешикчелер болуп саналат.ширетүүчү эритме бассейн терең жана тар болуп саналат.Лазердик ширетүү процессинде азот эриген бассейнге сырттан кирип кетет.Металлды муздатуу жана каттуу процессинде азоттун эригичтиги температуранын төмөндөшү менен төмөндөйт.Эриген бассейндеги металл муздап, кристаллдаша баштаганда, эригичтиги кескин жана күтүлбөгөн жерден төмөндөйт.Бул учурда, көп өлчөмдөгү газ көбүкчөлөрү пайда болот.Эгерде көбүктөрдүн сүзүү ылдамдыгы металлдын кристаллдашуу ылдамдыгынан азыраак болсо, тешикчелер пайда болот.
Литий батарейка тармагындагы колдонмолордо биз көбүнчө оң электродду ширетүү учурунда тешикчелер пайда болушу мүмкүн, бирок терс электродду ширетүүдө сейрек кездешет.Себеби оң электрод алюминийден, терс электрод жезден жасалган.Ширетүү учурунда бетиндеги суюк алюминий ички газ толук агып бүтө электе конденсацияланып, газдын ашып кетишине жана чоң-кичине тешиктердин пайда болушуна жол бербейт.Чакан стоматалар.
Жогоруда айтылган тешикчелердин пайда болуу себептеринен тышкары, тешикчелерге сырттагы аба, нымдуулук, жер үстүндөгү май ж.б.у.с. кирет. Мындан тышкары, азоттун үйлүү багыты жана бурчу да тешикчелердин пайда болушуна таасирин тийгизет.
Ал эми ширетүүчү тешикчелердин пайда болушун кантип азайтуу керек?
Биринчиден, ширетүүдөн мурун келип түшкөн материалдардын бетиндеги май тактарын жана кирлерди өз убагында тазалоо керек;литий батареяларды өндүрүүдө, келген материалдык текшерүү маанилүү жараян болуп саналат.
Экинчиден, коргоочу газдын агымы ширетүү ылдамдыгы, кубаттуулугу, абалы, ж.Коргоочу плащтын басымы лазердин күчү жана фокустун абалы сыяктуу факторлорго жараша жөнгө салынышы керек жана өтө жогору да, өтө төмөн да болбошу керек.Коргоочу плащтын соплосунун формасы ширетүүчүнүн формасына, багытына жана башка факторлоруна ылайык корголгон плащ ширетүүчү аймакты бирдей жаап алгыдай кылып жөнгө салынышы керек.
Үчүнчүдөн, цехтеги абанын температурасын, нымдуулугун жана чаңын көзөмөлдөө.Айлана-чөйрөнүн температурасы жана нымдуулугу субстраттын бетиндеги нымдуулукка жана коргоочу газга таасирин тийгизет, ал өз кезегинде эриген бассейндеги суу буусунун пайда болушуна жана сыртка чыгышына таасирин тийгизет.Эгерде айлана-чөйрөнүн температурасы жана нымдуулугу өтө жогору болсо, субстраттын жана коргоочу газдын бетинде өтө көп нымдуулук болуп, көп сандагы суу буусу пайда болуп, тешикчелер пайда болот.Эгерде айлана-чөйрөнүн температурасы жана нымдуулугу өтө төмөн болсо, субстраттын бетинде жана коргоочу газда өтө аз нымдуулук болот, суу буусунун пайда болушун азайтат, ошону менен тешикчелерди азайтат;сапаттуу персонал ширетүүчү станцияда температуранын, нымдуулуктун жана чаңдын максаттуу маанисин аныктасын.
Төртүнчүдөн, нурдун селкинчек ыкмасы лазердик терең кирүүчү ширетүүдөгү тешикчелерди азайтуу же жок кылуу үчүн колдонулат.Ширетүү учурунда селкинчек кошулгандыктан, устундун ширетүүчү тигишке кайра-кайра термелүүсү ширетүүчү тигиштин бир бөлүгүн кайра кайра эритүүсүнө алып келет, бул суюк металлдын ширетүүчү бассейнде болуу убактысын узартат.Ошол эле учурда, нурдун кыйшаюусу да бирдик аянтына жылуулук киргизүүнү жогорулатат.Ширетүүнүн тереңдиктин туурасы азаят, бул көбүкчөлөрдүн пайда болушуна шарт түзөт, ошону менен тешикчелерди жок кылат.Башка жагынан алганда, устундун селкинчек, ошого жараша кичинекей тешиктин термелүүсүн шарттайт, бул ошондой эле ширетүүчү бассейн үчүн козгогуч күчтү камсыздай алат, ширетүүчү бассейндин конвекциясын жана козголушун жогорулатып, тешикчелерди жок кылууга жакшы таасир этет.
Бешинчиден, импульстун жыштыгы, импульстун жыштыгы лазер нурунун убакыт бирдигине чыгарган импульстарынын санын билдирет, бул эриген бассейндеги жылуулуктун жана жылуулуктун топтолушуна таасир этет, андан кийин эриген жерде температура талаасына жана агым талаасына таасир этет. бассейн.Эгерде импульстун жыштыгы өтө жогору болсо, ал эриген бассейнге ашыкча жылуулук киргизүүгө алып келет, бул эриген бассейндин температурасы өтө жогору болуп, металл бууларын же жогорку температурада учуучу башка элементтерди пайда кылып, тешикчелерди пайда кылат.Эгерде импульстун жыштыгы өтө төмөн болсо, ал эриген бассейнде жылуулуктун жетишсиз топтолушуна алып келет, бул эриген бассейндин температурасы өтө төмөн болушуна алып келет, газдын эришин жана чыгып кетишин азайтып, тешикчелердин пайда болушуна алып келет.Жалпысынан алганда, импульстун жыштыгы субстраттын калыңдыгына жана лазердик күчкө негизделген акылга сыярлык диапазондо тандалып, өтө жогору же өтө төмөн болбошу керек.
Ширетүүчү тешиктер (лазердик ширетүү)
2. Ширетүүчү чачыратуу
Ширетүү процессинде пайда болгон чачыратуулар, лазер менен ширетүүдө ширетүүчү жердин беттик сапатына олуттуу таасирин тийгизет жана линзаны булгап, зыянга учуратат.Жалпы көрсөткүчтөр төмөнкүдөй: лазердик ширетүү аяктагандан кийин, көптөгөн металл бөлүкчөлөрү материалдын же даяр тетиктин бетинде пайда болуп, материалдын же даярдалган тетиктин бетине жабышат.Эң интуитивдик көрсөткүч - гальванометрдин режиминде ширетүү учурунда, гальванометрдин коргоочу линзасын бир нече убакыт колдонуудан кийин, бетинде тыгыз чуңкурлар пайда болот жана бул чуңкурлар ширетүүчү чачыратуудан пайда болот.Узак убакыт өткөндөн кийин, жарыкты жабуу оңой жана ширетүүчү жарыкта көйгөйлөр пайда болот, натыйжада сынган ширетүү жана виртуалдык ширетүү сыяктуу бир катар көйгөйлөр пайда болот.
Чачуунун себептери эмнеде?
Биринчиден, кубаттуулуктун тыгыздыгы, кубаттуулуктун тыгыздыгы канчалык чоң болсо, чачыранды түзүү ошончолук жеңил болот жана чачыратуу күчтүн тыгыздыгына түздөн-түз байланыштуу.Бул кылымдык көйгөй.Эмнеге дегенде, ушул убакка чейин тармак чачыратуу маселесин чече албай, бир аз кыскарганын гана айтууга болот.Литий батарейка тармагында чачыратуу батареянын кыска туташууларынын эң чоң күнөөкөрү, бирок анын түпкү себебин чече алган жок.Батареяга чачырандылардын таасирин коргоо жагынан гана азайтууга болот.Мисалы, ширетүүчү бөлүгүнүн тегерегине чаңды кетирүүчү порттор жана коргоочу капкактардын тегерекчеси кошулат, ал эми аба бычактарынын катарлары чачыратуунун же ал тургай аккумулятордун бузулушуна жол бербөө үчүн тегерекчелерге кошулат.Ширетүүчү станциянын айланасындагы айлана-чөйрөнү, буюмдарды жана компоненттерди жок кылуу каражатты түгөттү деп айтууга болот.
Чачыратуу маселесин чечүүгө келсек, ширетүүчү энергияны азайтуу чачыранды азайтууга жардам берет деп гана айтууга болот.Ширетүү ылдамдыгын азайтуу, кирүү жетишсиз болсо, жардам берет.Бирок кээ бир өзгөчө процесс талаптарында, ал аз таасир этет.Бул бир эле процесс, ар кандай машиналар жана материалдардын ар кандай партиялары такыр башка ширетүүчү эффекттерге ээ.Демек, жаңы энергетика тармагында жазылбаган эреже, бир жабдуу үчүн ширетүүчү параметрлердин бир комплекси бар.
Экинчиден, эгерде иштетилген материалдын же бөлүктүн бети тазаланбаса, май тактары же булгоочу заттар да олуттуу чачыранды жаратат.Бул учурда, эң оңой нерсе - иштетилген материалдын бетин тазалоо.
3. Лазердик ширетүү жогорку чагылдыруу
Жалпысынан алганда, жогорку чагылдыруу кайра иштетүүчү материалдын аз каршылыкка, салыштырмалуу жылмакай бетине жана жакын инфракызыл лазерлер үчүн аз сиңирүү ылдамдыгына ээ экендигин билдирет, бул лазердин көп сандагы эмиссиясына алып келет, жана лазерлердин көпчүлүгү колдонулат. вертикалдуу Материалдан же аз көлөмдөгү эңкейиштен улам, кайтып келген лазер жарыгы чыгуу башына кайра кирет, ал тургай кайра кайтып келген жарыктын бир бөлүгү энергия өткөрүүчү жипке кошулуп, була боюнча кайра ички тарапка берилет. лазердин ичиндеги негизги компоненттер жогорку температурада боло берет.
Лазердик ширетүүдө чагылдыруу өтө жогору болгондо, төмөнкү чечимдерди кабыл алууга болот:
3.1 Чагылууга каршы жабынды колдонуңуз же материалдын бетине мамиле кылыңыз: ширетүүчү материалдын бетине чагылууга каршы жабын менен каптоо лазердин чагылышын эффективдүү азайтат.Бул каптоо, адатта, лазер энергиясын кайра чагылдыруунун ордуна өзүнө сиңирип алган, чагылдыруу жөндөмү төмөн атайын оптикалык материал болуп саналат.Кээ бир процесстерде, мисалы, токтун коллекторун ширетүүдө, жумшак туташтырууда жана башкаларда, бети рельефтүү да болот.
3.2 ширетүүчү бурчун тууралоо: ширетүүчү бурчун жөнгө салуу менен, лазер нуру бир кыйла ылайыктуу бурч менен ширетүүчү материалга түшүп, чагылуунун пайда болушун азайтат.Адатта, лазер нурунун ширетүүчү материалдын бетине перпендикуляр болушу чагылууларды азайтуунун жакшы жолу болуп саналат.
3.3 Көмөкчү абсорбент кошуу: Ширетүү процессинде ширетүүчү жерге порошок же суюктук сыяктуу жардамчы абсорбенттин белгилүү бир өлчөмү кошулат.Бул абсорберлер лазер энергиясын сиңирип, чагылдырууну азайтат.Тиешелүү абсорбент ширетүүчү материалдардын жана колдонуу сценарийинин негизинде тандалышы керек.Литий батарейка тармагында бул мүмкүн эмес.
3.4 Лазерди өткөрүү үчүн оптикалык буланы колдонуңуз: Мүмкүн болсо, оптикалык буланы чагылдырууну азайтуу үчүн лазерди ширетүүчү абалына өткөрүү үчүн колдонсо болот.Оптикалык жипчелер ширетүүчү материалдын бетине түздөн-түз таасирин тийгизбөө жана чагылуулардын пайда болушун азайтуу үчүн лазер нурун ширетүүчү аймакка багыттай алат.
3.5 Лазердик параметрлерди тууралоо: Лазердин күчү, фокустун узундугу жана фокус диаметри сыяктуу параметрлерди жөнгө салуу менен лазер энергиясынын бөлүштүрүлүшүн көзөмөлдөп, чагылууларды азайтууга болот.Кээ бир чагылдыруучу материалдар үчүн лазердин күчүн азайтуу чагылууларды азайтуунун натыйжалуу жолу болушу мүмкүн.
3.6 Нур бөлгүчтү колдонуңуз: Нур бөлгүч лазер энергиясынын бир бөлүгүн абсорбциялоочу түзүлүшкө багыттай алат, ошону менен чагылуулардын пайда болушун азайтат.Нурду бөлүүчү приборлор, адатта, оптикалык компоненттерден жана абсорберлерден турат жана тиешелүү компоненттерди тандоо жана аппараттын схемасын тууралоо жолу менен төмөнкү чагылдырууга жетишүүгө болот.
4. Ширетүүчү астын кесүү
Литий батарейкасын өндүрүү процессинде кайсы процесстер кыскартылышы мүмкүн?Эмне үчүн кыскартуу пайда болот?Келгиле, аны талдап көрөлү.
Кесилген, жалпысынан ширетүүчү чийки заттар бири-бири менен жакшы айкалышкан эмес, боштук өтө чоң же оюк пайда болот, тереңдиги жана туурасы негизинен 0,5 ммден чоңураак, жалпы узундугу ширетүүчү узундуктун 10% ашат, же талап кылынган узундуктагы продукт процессинин стандартынан чоңураак.
Бүтүндөй литий батареясын өндүрүү процессинде астын кесүү көбүрөөк болот жана ал жалпысынан цилиндрдик капкак плитасын мөөр алдын ала ширетүүдө жана ширетүүдө жана квадрат алюминий кабыгынын капкагын мөөр басууда жана ширетүүдө бөлүштүрүлөт.Негизги себеби мөөр жабуу плитасы ширетүү үчүн кабык менен кызматташуу керек, мөөр жабуу плитасы менен кабыктын ортосундагы дал келүү процесси ашыкча ширетүүчү боштуктарга, оюктарга, кыйроого ж. .
Ошентип, кыскартууга эмне себеп болот?
Эгерде ширетүүчү ылдамдык өтө тез болсо, ширетүүчүнүн борборун көрсөткөн кичинекей тешиктин артындагы суюк металл кайра бөлүштүрүүгө үлгүрбөй калат, натыйжада ширетүүчүнүн эки тарабында катуулануу жана асты кесүү пайда болот.Жогорудагы жагдайды эске алуу менен, биз ширетүүчү параметрлерин оптималдаштыруу керек.Жөнөкөй сөз менен айтканда, ар кандай параметрлерди текшерүү үчүн кайталанган эксперименттер жана тиешелүү параметрлер табылганга чейин DOE жасай бериңиз.
2. Ширетүүчү материалдардын ашыкча ширетүүчү боштуктары, оюктары, кыйрашы ж.б.Бул жабдуулар жана сырье маселеси.Ширетүүчү сырье биздин процесстин келип жаткан материалдык талаптарга жооп береби, жабдуулардын тактыгы талапка жооп береби, ж.
3. Лазердик ширетүүнүн аягында энергия өтө тез төмөндөп кетсе, кичинекей тешик кулап, натыйжада локалдык кесилиштерге алып келиши мүмкүн.Кубаттын жана ылдамдыктын туура дал келүүсү сызыктардын пайда болушуна натыйжалуу жол бербейт.Эски сөз айткандай, эксперименттерди кайталаңыз, ар кандай параметрлерди текшериңиз жана туура параметрлерди тапканга чейин DOEди улантыңыз.
5. Ширетүүчү борбордун кулашы
Эгерде ширетүү ылдамдыгы жай болсо, эриген бассейн чоңураак жана кененирээк болуп, эриген металлдын көлөмүн көбөйтөт.Бул беттик чыңалууну сактоону кыйындатат.Эритилген металл өтө оор болуп калганда, ширетүүчүнүн борбору чөгүп, чуңкурларды жана чуңкурларды пайда кылышы мүмкүн.Бул учурда, эритинди бассейнинин кулашын алдын алуу үчүн энергиянын тыгыздыгын тийиштүү түрдө азайтуу керек.
Башка жагдайда, ширетүүчү боштук тешик пайда кылбастан, жөн гана кыйроону түзөт.Бул, албетте, жабдууларды басма сөзгө ылайыктуу көйгөй.
Лазердик ширетүү учурунда пайда болушу мүмкүн болгон кемчиликтерди жана ар кандай кемчиликтердин себептерин туура түшүнүү ар кандай анормалдуу ширетүү көйгөйлөрүн чечүү үчүн көбүрөөк максаттуу мамиле жасоого мүмкүндүк берет.
6. Ширетүүчү жаракалар
Үзгүлтүксүз лазердик ширетүү учурунда пайда болгон жаракалар, негизинен, кристалл жаракалар жана суюлтуу жаракалар сыяктуу жылуулук жаракалар болуп саналат.Бул жаракалардын негизги себеби ширетүү толугу менен катып калганга чейин пайда болгон чоң кичирейтүү күчтөрү болуп саналат.
Лазердик ширетүүдөгү жаракалардын төмөнкүдөй себептери бар:
1. Негизсиз ширетүүчү конструкция: ширетүүчүнүн геометриясынын жана өлчөмүнүн туура эмес конструкциясы ширетүүчү стресстин концентрациясын пайда кылып, жаракаларды пайда кылышы мүмкүн.Чечим ширетүүчү стресс концентрациясын болтурбоо үчүн ширетүүчү конструкцияны оптималдаштыруу болуп саналат.Сиз ылайыктуу офсеттик ширетүүлөрдү колдоно аласыз, ширетүүчү форманы өзгөртө аласыз, ж.б.
2. Ширетүүчү параметрлердин дал келбеши: ширетүүчү параметрлерди туура эмес тандоо, мисалы, өтө тез ширетүүчү ылдамдык, өтө чоң кубаттуулук ж.Чечим ширетүүчү параметрлерди конкреттүү материалга жана ширетүү шарттарына ылайыкташтыруу болуп саналат.
3. Ширетүүчү беттин начар даярдалышы: ширетүүчү бетти ширетүүдөн мурун, мисалы, оксиддерди, майларды ж.б. тазалап, алдын ала тазалоодон өткөрбөө ширетүүчүнүн сапатына жана бекемдигине таасирин тийгизет жана оңой эле жаракаларга алып келет.Чечим ширетүүчү зонасында аралашмаларды жана булгоочу заттарды натыйжалуу тазалоону камсыз кылуу үчүн ширетүүчү бетти адекваттуу тазалоо жана алдын ала тазалоо болуп саналат.
4. Ширетүүчү жылуулук киргизүүнү туура эмес көзөмөлдөө: Ширетүү учурунда берилген жылуулукту начар контролдоо, мисалы, ширетүүдө ашыкча температура, ширетүүчү катмардын туура эмес муздатуу ылдамдыгы ж.б. .Чечим ашыкча ысып кетүүдөн жана тез муздабаш үчүн ширетүүдө температураны жана муздатуу ылдамдыгын көзөмөлдөө болуп саналат.
5. Стресстен арылуунун жетишсиздиги: ширетүүдөн кийин стресстен арылуунун жетишсиздиги ширетилген аймакта стресстин жетишсиздигине алып келет, бул оңой эле жаракаларга алып келет.чечим, мисалы, жылуулук дарылоо же титирөө дарылоо (негизги себеп) ширетүүдө кийин тиешелүү стресс жардам дарылоону жүзөгө ашыруу болуп саналат.
Литий батареяларын өндүрүү процессине келсек, кайсы процесстер жаракаларды пайда кылышы мүмкүн?
Жалпысынан алганда, мөөр менен ширетүүдө жаракалар пайда болот, мисалы, цилиндрдик болоттон жасалган кабыктарды же алюминий кабыктарын ширетүүдө, квадрат алюминий кабыктарын мөөр менен ширетүүдө ж. жаракалар үчүн.
Албетте, биз бул жаракаларды азайтуу же жок кылуу үчүн толтургуч зымды, алдын ала ысытуу же башка ыкмаларды колдоно алабыз.
Посттун убактысы: 01-01-2023
