Негизги тешиктердин пайда болушу жана өнүгүшү:
Негизги тешик аныктамасы: Радиациялык нурлануу 10 ^ 6Вт/см ^ 2ден жогору болгондо, лазердин таасири астында материалдын бети эрип, бууланып кетет. буулануу ылдамдыгы жетишерлик чоң болгондо, пайда болгон буу кайра басымы суюк металлдын беттик чыңалуу жана суюк тартылуу жеңүү үчүн жетиштүү болуп саналат, ошону менен суюк металлдын бир бөлүгүн ордунан жылдырып, толкундануу зонасында эриген бассейн чөгүп жана майда чуңкурларды пайда кылат. ; Жарыктын шооласы түздөн-түз кичинекей чуңкурдун түбүнө таасир этип, металлдын андан ары эрип, газдашуусуна алып келет. Жогорку басымдагы буу чуңкурдун түбүндөгү суюк металлды эриген бассейндин четине карай агып чыгууга мажбурлоону улантып, майда тешикти андан ары тереңдетет. Бул процесс уланып, акырында суюк металлда тешик сыяктуу тешик пайда болот. Чакан тешиктеги лазер нурунан пайда болгон металл буусунун басымы суюк металлдын беттик чыңалуусу жана тартылуу күчү менен тең салмактуулукка жеткенде, кичинекей тешик тереңдеп кетпейт жана тереңдикке туруктуу кичинекей тешик пайда кылат, ал "майда тешик эффекти" деп аталат. .
Лазер нуру даярдалган буюмга салыштырмалуу кыймылдаганда, кичинекей тешик бир аз артка ийилген алдыңкы бетти жана арткы жагында так жантайган тескери үч бурчтукту көрсөтөт. Кичинекей тешиктин алдыңкы чети лазердин иш-аракет аймагы болуп саналат, жогорку температура жана буу басымы жогору, ал эми арткы четинде температура салыштырмалуу төмөн жана буу басымы аз. Мындай басым жана температура айырмасы астында эриген суюктук кичинекей тешиктин айланасында алдыңкы учунан арткы учуна чейин агып, кичинекей тешиктин арткы учунда куюн пайда кылып, акырында арткы четинде катуулайт. Лазердик симуляция жана чыныгы ширетүү аркылуу алынган ачкыч тешигинин динамикалык абалы жогорудагы сүрөттө, майда тешиктердин морфологиясы жана ар кандай ылдамдыкта жүрүү учурунда курчап турган эриген суюктуктун агымы көрсөтүлгөн.
Майда тешиктердин болушуна байланыштуу лазер нурунун энергиясы материалдын ички бөлүгүнө кирип, бул терең жана кууш ширетүүчү тигишти түзөт. Лазердик терең кирүүчү ширетүүчү тигиштин типтүү кесилишинин морфологиясы жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөн. Ширетүүчү тигиштин кирүү тереңдиги ачкыч тешигинин тереңдигине жакын (тактап айтканда, металлографиялык катмар ачкыч тешигинен 60-100м терең, бир аз суюк катмар). Лазердик энергиянын тыгыздыгы канчалык жогору болсо, кичинекей тешик ошончолук тереңирээк жана ширетүүчү тигиштин кирүү тереңдиги ошончолук чоң болот. Жогорку кубаттуулуктагы лазердик ширетүүдө ширетүүчү тигиштин максималдуу тереңдиктин туурасынын катышы 12:1ге жетиши мүмкүн.
сиңирүү анализилазер энергиясыачкыч тешиги менен
Майда тешиктердин жана плазманын пайда болушуна чейин лазердин энергиясы негизинен жылуулук өткөрүмдүүлүк аркылуу даярдалган материалдын ички бөлүгүнө берилет. Ширетүү процесси өткөргүч ширетүүгө (кирүү тереңдиги 0,5 ммден кем эмес) таандык жана лазердин материалдын сиңирүү ылдамдыгы 25-45% ды түзөт. Ачкыч тешиги пайда болгондон кийин, лазердин энергиясы негизинен ачкыч тешигинин эффекти аркылуу даярдалган бөлүгүнүн ичине сиңет жана ширетүү процесси терең кирүүчү ширетүү болуп калат (кирүү тереңдиги 0,5 ммден ашкан), жутуу ылдамдыгы жетиши мүмкүн 60-90% жогору.
Keyhole эффекти лазер менен ширетүү, кесүү жана бургулоо сыяктуу кайра иштетүүдө лазердин сиңүүсүн жогорулатууда өтө маанилүү ролду ойнойт. Ачкыч тешигине кирген лазер нуру тешик дубалынан бир нече чагылуу аркылуу дээрлик толугу менен сиңет.
Жалпысынан алганда, негизги тешик ичинде лазер энергиясын жутуу механизми эки жараяндарды камтыйт деп эсептелет: тескери жутуу жана Fresnel жутуу.
Ачкыч тешигинин ичиндеги басым балансы
Лазердик терең кирүүчү ширетүү учурунда материал катуу бууланууга дуушар болот жана жогорку температурадагы буу пайда болгон кеңейүү басымы суюк металлды сыртка чыгарып, майда тешиктерди пайда кылат. Материалдын буу басымынан жана абляциялык басымынан (буулануу реакциясынын күчү же артка кайтуу басымы деп да белгилүү) тышкары, беттик чыңалуу, тартылуу күчү менен шартталган суюктук статикалык басым жана эриген материалдын агымынан пайда болгон суюктуктун динамикалык басымы да бар. кичинекей тешик. Бул басымдардын ичинен кичинекей тешиктин ачылышын буу басымы гана сактаса, калган үч күч кичинекей тешикти жабууга аракет кылат. Ширетүү процессинде ачкыч тешигинин туруктуулугун сактоо үчүн буу басымы башка каршылыктарды жеңүү жана тешиктин узак мөөнөттүү туруктуулугун сактоо менен тең салмактуулукка жетишүү үчүн жетиштүү болушу керек. Жөнөкөйлүк үчүн, көбүнчө ачкыч тешигинин дубалына таасир этүүчү күчтөр, негизинен, абляциялык басым (металл буусунун кайтуу басымы) жана беттик чыңалуу болуп саналат деп эсептелет.
Keyhole туруксуздугу
Негизги маалымат: Лазер материалдардын бетине таасир этип, көп сандагы металлдын бууланышына алып келет. Кайтуу басымы эриген бассейнди басып, ачкыч тешиктерин жана плазманы пайда кылып, эрүү тереңдигинин жогорулашына алып келет. Жылдыруу процессинде лазер ачкыч тешигинин алдыңкы дубалына тийип, лазердин материалга тийген абалы материалдын катуу бууланышына алып келет. Ошол эле учурда, ачкыч тешигинин дубалы массалык жоготууга учурайт жана буулануу суюк металлды ылдый басып, артка кайтуу басымын пайда кылат, бул ачкыч тешигинин ички дубалы ылдый карай өзгөрүп, ачкыч тешигинин түбүн айланып жылат. эриген бассейндин арткы. Суюк эриген бассейндин алдыңкы дубалдан арткы дубалга өзгөрүшүнө байланыштуу, ачкыч тешигинин ичиндеги көлөм тынымсыз өзгөрүп турат, ачкыч тешигинин ички басымы да ошого жараша өзгөрүп турат, бул чачылган плазманын көлөмүнүн өзгөрүшүнө алып келет. . Плазманын көлөмүнүн өзгөрүшү лазер энергиясынын корголушуна, сынуусуна жана сиңишине алып келет, натыйжада лазердин материалдык бетине жеткен энергиясы өзгөрөт. Бүт процесс динамикалуу жана мезгилдүү болуп, акыры металлдын араа тиштүү формасында жана толкундуу өтүшүнө алып келет жана жылмакай бирдей кирүүчү ширетүү жок. ширетүүнүн борбору, ошондой эле ачкыч тешигинин тереңдигинин өзгөрүшүн реалдуу убакыт режиминде өлчөөIPG- LDD далил катары.
ачкыч тешигинин туруктуулук багытын жакшыртуу
Лазердик терең кирүүчү ширетүү учурунда кичинекей тешиктин туруктуулугун тешиктин ичиндеги ар кандай басымдын динамикалык тең салмактуулугу менен гана камсыз кылууга болот. Бирок, лазердик энергиянын тешик дубалынын сиңиши жана материалдардын бууланышы, кичинекей тешиктин сыртына металл буусунун сыртка чыгышы, кичинекей тешик менен эриген бассейндин алдыга жылышы – бул абдан күчтүү жана тез процесстер. Процесстин белгилүү шарттарында, ширетүү процессинин белгилүү бир моментинде жергиликтүү жерлерде майда тешиктин туруктуулугу бузулуп, ширетүүчү кемчиликтерге алып келиши мүмкүн. Эң типтүү жана кеңири тарагандары – бул майда тешикче түрдөгү көзөнөктүүлүктүн кемчиликтери жана ачкыч тешигинин кыйрашынан улам чачырап кетүү;
Ошентип, кантип ачкыч тешигин турукташтыруу үчүн?
Ачкыч тешигинин суюктугунун флуктуациясы салыштырмалуу татаал жана өтө көп факторлорду камтыйт (температура талаасы, агым талаасы, күч талаасы, оптоэлектрондук физика), аларды жөн эле эки категорияга жалпылоого болот: беттик чыңалуу менен металлдын буусунун кайра тартылуу басымынын ортосундагы байланыш; Металл буусунун артка кайтуу басымы ачкыч тешиктеринин пайда болушуна түздөн-түз таасир этет, бул ачкыч тешиктеринин тереңдиги жана көлөмү менен тыгыз байланышта. Ошол эле учурда, ширетүү процессинде металл буусунун бирден-бир өйдө көздөй жылып бараткан заты катары, чачыратуунун пайда болушу менен да тыгыз байланышта; Беттик чыңалуу эриген бассейндин агымына таасир этет;
Ошентип, туруктуу лазер ширетүү жараяны өтө көп термелүүсү жок, эриген бассейнде беттик чыңалуу бөлүштүрүү градиентти сактоого көз каранды. Беттик чыңалуу температуранын бөлүштүрүлүшү менен, ал эми температуранын бөлүштүрүлүшү жылуулук булагы менен байланыштуу. Ошондуктан, курама жылуулук булагы жана селкинчек ширетүү туруктуу ширетүү жараяны үчүн потенциалдуу техникалык багыттары болуп саналат;
Металл буусу жана ачкыч тешигинин көлөмү плазманын эффектине жана ачкыч тешигинин өлчөмүнө көңүл буруу керек. Ачуу канчалык чоң болсо, ачкыч тешиги ошончолук чоңоюп, эритме бассейнинин ылдыйкы чекитинде анчалык деле чоң эмес термелүүлөр болот, алар ачкыч тешигинин жалпы көлөмүнө жана ички басымдын өзгөрүшүнө салыштырмалуу азыраак таасир берет; Ошентип, жөнгө салынуучу шакек режими лазер (аннулярдык так), лазердик жаасын рекомбинациялоо, жыштык модуляциясы ж.б.
Посттун убактысы: 2023-жылдын 1-декабрына чейин
