Негизинен, адаптацияланууну чечүү үчүн кош нурлуу ширетүү ыкмасы сунушталатлазер менен ширетүүчогултуунун тактыгына, ширетүү процессинин туруктуулугун жакшыртууга жана ширетүүнүн сапатын жакшыртууга, айрыкча жука пластиналуу ширетүү жана алюминий эритмесин ширетүү үчүн. Кош нурлуу лазер менен ширетүү бир эле лазерди ширетүү үчүн эки башка жарык нуруна бөлүү үчүн оптикалык ыкмаларды колдоно алат. Ошондой эле, айкалыштыруу үчүн эки башка лазер түрүн колдоно алат, CO2 лазери, Nd:YAG лазери жана жогорку кубаттуулуктагы жарым өткөргүч лазер. айкалыштырылышы мүмкүн. Нурдун энергиясын, нур аралыгын жана ал тургай эки нурдун энергия бөлүштүрүү схемасын өзгөртүү менен, ширетүү температурасынын талаасын ыңгайлуу жана ийкемдүү түрдө тууралоого болот, тешиктердин бар болуу схемасын жана эриген бассейндеги суюк металлдын агым схемасын өзгөртүп, ширетүү процесси үчүн жакшыраак чечимди камсыз кылат. Тандоо үчүн кеңири мейкиндик бир нурлуу лазер менен ширетүү менен салыштыргыс. Ал чоң лазердик ширетүүнүн, тез ылдамдыктын жана жогорку тактыктын артыкчылыктарына гана ээ эмес, ошондой эле кадимки лазердик ширетүү менен ширетүү кыйын болгон материалдарга жана муундарга чоң ыңгайлашууга ээ.
Принцибикош нурлуу лазер менен ширетүү
Кош нурлуу ширетүү деген ширетүү процессинде бир эле учурда эки лазер нурун колдонууну билдирет. Нурдун жайгашуусу, нурдун аралыгы, эки нурдун ортосундагы бурч, фокустоо абалы жана эки нурдун энергия катышы кош нурлуу лазердик ширетүүдө тиешелүү жөндөөлөр болуп саналат. параметр. Адатта, ширетүү процессинде кош нурларды жайгаштыруунун эки жолу бар. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бири ширетүү багыты боюнча удаалаш жайгаштырылат. Бул жайгашуу эриген көлмөнүн муздатуу ылдамдыгын азайтышы мүмкүн. Ширетүүнүн катуулануу тенденциясын жана тешикчелердин пайда болушун азайтат. Экинчиси, ширетүүнүн боштугуна ыңгайлашууну жакшыртуу үчүн аларды ширетүүнүн эки тарабына жанаша же туурасынан жайгаштыруу.
Кош нурлуу лазер менен ширетүү принциби
Кош нурлуу ширетүү деген ширетүү процессинде бир эле учурда эки лазер нурун колдонууну билдирет. Нурдун жайгашуусу, нурдун аралыгы, эки нурдун ортосундагы бурч, фокустоо абалы жана эки нурдун энергия катышы кош нурлуу лазердик ширетүүдө тиешелүү жөндөөлөр болуп саналат. параметр. Адатта, ширетүү процессинде кош нурларды жайгаштыруунун эки жолу бар. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бири ширетүү багыты боюнча удаалаш жайгаштырылат. Бул жайгашуу эриген көлмөнүн муздатуу ылдамдыгын азайтышы мүмкүн. Ширетүүнүн катуулануу тенденциясын жана тешикчелердин пайда болушун азайтат. Экинчиси, ширетүүнүн боштугуна ыңгайлашууну жакшыртуу үчүн аларды ширетүүнүн эки тарабына жанаша же туурасынан жайгаштыруу.
Тандемдик жайгаштырылган кош нурлуу лазердик ширетүү системасы үчүн, төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, алдыңкы жана арткы нурлардын ортосундагы аралыкка жараша үч башка ширетүү механизми бар.
1. Биринчи типтеги ширетүү механизминде эки жарык шоолунун ортосундагы аралык салыштырмалуу чоң. Бир жарык шооласы энергия тыгыздыгы жогору жана ширетүү учурунда ачкыч тешиктерди пайда кылуу үчүн даярдалган бөлүктүн бетине багытталат; экинчи жарык шооласы энергия тыгыздыгы азыраак. Ширетүүгө чейинки же ширетүүдөн кийинки жылуулук менен иштетүү үчүн жылуулук булагы катары гана колдонулат. Бул ширетүү механизмин колдонуу менен ширетүү бассейнинин муздатуу ылдамдыгын белгилүү бир диапазондо башкарууга болот, бул жогорку көмүртектүү болот, эритме болот ж.б. сыяктуу жаракага сезгичтиги жогору болгон кээ бир материалдарды ширетүү үчүн пайдалуу жана ошондой эле ширетүүнүн бышыктыгын жакшырта алат.
2. Ширетүүчү механизмдин экинчи түрүндө эки жарык нурунун ортосундагы фокус аралыгы салыштырмалуу кичинекей. Эки жарык нуру ширетүүчү бассейнде эки көз карандысыз ачкыч тешиктерди пайда кылат, бул суюк металлдын агым схемасын өзгөртөт жана кармалып калуунун алдын алууга жардам берет. Ал четтери жана ширетүүчү шурулардын томпоктору сыяктуу кемчиликтердин пайда болушун жок кылып, ширетүүнүн пайда болушун жакшырта алат.
3. Ширетүүнүн үчүнчү түрүндөгү механизмде эки жарык нурунун ортосундагы аралык өтө аз. Бул учурда эки жарык нуру ширетүүчү бассейнде бирдей ачкыч тешигин пайда кылат. Бир нурлуу лазердик ширетүүгө салыштырмалуу, ачкыч тешиги чоңоюп, жабуу оңой болбогондуктан, ширетүү процесси туруктуураак жана газды чыгаруу оңой, бул тешикчелерди жана чачырандыларды азайтууга, ошондой эле үзгүлтүксүз, бирдей жана кооз ширетүүлөрдү алууга пайдалуу.
Ширетүү процессинде эки лазер нурун бири-бирине белгилүү бир бурчта жасоого болот. Ширетүү механизми параллелдүү кош нурлуу ширетүү механизмине окшош. Сыноо жыйынтыктары көрсөткөндөй, бири-бирине 30° бурч жана 1~2 мм аралыктагы эки жогорку кубаттуулуктагы OO колдонуу менен лазер нуру воронка сымал ачкыч тешикти алууга болот. Ачкыч тешиктин өлчөмү чоңураак жана туруктуураак, бул ширетүүнүн сапатын натыйжалуу жакшырта алат. Практикалык колдонмолордо, ар кандай ширетүү процесстерине жетүү үчүн эки жарык нурунун өз ара айкалышын ар кандай ширетүү шарттарына ылайык өзгөртүүгө болот.
6. Кош нурлуу лазердик ширетүүнү ишке ашыруу ыкмасы
Кош нурларды алуу эки башка лазер нурун бириктирүү менен алынышы мүмкүн, же бир лазер нурун оптикалык спектрометрия системасын колдонуп ширетүү үчүн эки лазер нуруна бөлүүгө болот. Жарык нурун ар кандай кубаттуулуктагы эки параллель лазер нуруна бөлүү үчүн спектроскоп же кандайдыр бир атайын оптикалык система колдонулушу мүмкүн. Сүрөттө фокустоочу күзгүлөрдү нур бөлгүч катары колдонуу менен жарыкты бөлүү принциптеринин эки схемалык диаграммасы көрсөтүлгөн.
Мындан тышкары, чагылдыргычты нур бөлгүч катары да колдонсо болот, ал эми оптикалык жолдогу акыркы чагылдыргычты нур бөлгүч катары колдонсо болот. Бул типтеги чагылдыргыч чатыр тибиндеги чагылдыргыч деп да аталат. Анын чагылдыруучу бети жалпак эмес, эки тегиздиктен турат. Сүрөттө көрсөтүлгөндөй, эки чагылдыруучу беттин кесилишкен сызыгы күзгү бетинин ортосунда, чатыр кырына окшош жайгашкан. Параллель жарыктын шооласы спектроскопко тийип, эки тегиздик менен ар кандай бурчта чагылдырылып, эки жарык шооласын түзөт жана фокустоочу күзгүнүн ар кандай абалдарына тийип турат. Фокустоодон кийин, жумуш бөлүктүн бетинде белгилүү бир аралыкта эки жарык шооласы алынат. Эки чагылдыруучу беттин ортосундагы бурчту жана чатырдын абалын өзгөртүү менен, ар кандай фокус аралыктары жана жайгашуусу бар бөлүнгөн жарык шоолалар алынышы мүмкүн.
Эки башка түрүн колдонгондолазер нурлары ткош нурду түзүү үчүн көптөгөн айкалыштар бар. Негизги ширетүү иштери үчүн Гаусс энергиясын бөлүштүрүү менен жогорку сапаттагы CO2 лазерин колдонсо болот, ал эми жылуулук менен иштетүү ишине жардам берүү үчүн тик бурчтуу энергия бөлүштүрүү менен жарым өткөргүч лазерди колдонсо болот. Бир жагынан, бул айкалыш үнөмдүү. Экинчи жагынан, эки жарык нурунун кубаттуулугун өз алдынча тууралоого болот. Ар кандай муун формалары үчүн лазердин жана жарым өткөргүч лазердин бири-бирине дал келүү абалын тууралоо менен жөнгө салынуучу температура талаасын алууга болот, бул ширетүү үчүн абдан ылайыктуу. Процессти башкаруу. Мындан тышкары, YAG лазерин жана CO2 лазерин ширетүү үчүн кош нурга айландырса болот, ширетүү үчүн үзгүлтүксүз лазерди жана импульстук лазерди айкалыштырса болот, ал эми ширетүү үчүн фокусталган нурду жана дефокусталган нурду да айкалыштырса болот.
7. Кош нурлуу лазердик ширетүүнүн принциби
3.1 Гальванизацияланган барактарды кош нурлуу лазер менен ширетүү
Гальванизацияланган болот барактары автомобиль өнөр жайында эң көп колдонулган материал болуп саналат. Болоттун эрүү температурасы болжол менен 1500°C, ал эми цинктин кайноо температурасы болгону 906°C. Ошондуктан, эритүү менен ширетүү ыкмасын колдонгондо, адатта, көп өлчөмдөгү цинк буусу пайда болот, бул ширетүү процессинин туруксуздугуна алып келет, ширетүүдө тешикчелерди пайда кылат. Тизе муундары үчүн гальванизацияланган катмардын учуп кетиши жогорку жана төмөнкү беттерде гана эмес, муундун бетинде да болот. Ширетүү процессинде цинк буусу кээ бир жерлерде эриген бассейндин бетинен тез эле чыгып кетет, ал эми башка жерлерде цинк буусунун эриген бассейнден чыгып кетиши кыйын. Бассейндин бетинде ширетүү сапаты өтө туруксуз.
Кош нурлуу лазер менен ширетүү цинк буусунан келип чыккан ширетүүнүн сапатындагы көйгөйлөрдү чече алат. Бир ыкма - эритилген көлмөнүн бар болуу убактысын жана муздатуу ылдамдыгын көзөмөлдөө, бул цинк буусунун чыгып кетишин жеңилдетүү үчүн эки нурдун энергиясын акылга сыярлык түрдө дал келтирүү; экинчи ыкма - цинк буусун алдын ала тешүү же оюк жасоо менен чыгаруу. 6-31-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ширетүү үчүн CO2 лазери колдонулат. YAG лазери CO2 лазеринин алдында жайгашкан жана тешиктерди бургулоо же оюктарды кесүү үчүн колдонулат. Алдын ала иштетилген тешиктер же оюктар кийинки ширетүү учурунда пайда болгон цинк буусунун чыгып кетүү жолун камсыз кылат, анын эритилген көлмөдө калып, кемчиликтердин пайда болушуна жол бербейт.
3.2 Алюминий эритмесин кош нурлуу лазер менен ширетүү
Алюминий эритмесинин материалдарынын өзгөчө иштөө мүнөздөмөлөрүнөн улам, лазердик ширетүүнү колдонууда төмөнкү кыйынчылыктар бар [39]: алюминий эритмесинин лазерди сиңирүү ылдамдыгы төмөн жана CO2 лазер нурунун бетинин баштапкы чагылдыруу жөндөмдүүлүгү 90% дан ашат; алюминий эритмесин лазердик ширетүүчү тигиштер оңой пайда болот. Көзөнөктүүлүк, жаракалар; ширетүү учурунда эритме элементтеринин күйүшү ж.б. Бир лазердик ширетүүнү колдонгондо, ачкыч тешигин орнотуу жана туруктуулукту сактоо кыйынга турат. Эки нурлуу лазердик ширетүү ачкыч тешигинин өлчөмүн көбөйтүп, ачкыч тешигинин жабылышын кыйындатат, бул газдын чыгышына пайдалуу. Ошондой эле муздатуу ылдамдыгын төмөндөтүп, тешикчелердин жана ширетүүчү жаракалардын пайда болушун азайтышы мүмкүн. Ширетүү процесси туруктуураак болгондуктан жана чачыратуу көлөмү азайгандыктан, алюминий эритмелерин эки нурлуу ширетүү менен алынган ширетүүчү беттин формасы бир нурлуу ширетүүгө караганда бир топ жакшы. 6-32-сүрөттө CO2 бир нурлуу лазер жана эки нурлуу лазердик ширетүүнү колдонуу менен 3 мм калыңдыктагы алюминий эритмесинин жамбаш ширетүүсүнүн ширетүүчү тигишинин көрүнүшү көрсөтүлгөн.
Изилдөөлөр көрсөткөндөй, 2 мм калыңдыктагы 5000 сериясындагы алюминий эритмесин ширетүү учурунда, эки устундун ортосундагы аралык 0,6 ~ 1,0 мм болгондо, ширетүү процесси салыштырмалуу туруктуу болот жана пайда болгон ачкыч тешик чоңураак болот, бул ширетүү процессинде магнийдин бууланышына жана чыгып кетишине өбөлгө түзөт. Эгерде эки устундун ортосундагы аралык өтө кичинекей болсо, бир устундун ширетүү процесси туруктуу болбойт. Эгерде аралык өтө чоң болсо, 6-33-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ширетүүнүн сиңишине таасир этет. Мындан тышкары, эки устундун энергия катышы да ширетүүнүн сапатына чоң таасирин тийгизет. Аралыгы 0,9 мм болгон эки устун ширетүү үчүн удаалаш жайгаштырылганда, мурунку устундун энергиясын тийиштүү түрдө көбөйтүү керек, ошондо эки устундун мурунку жана кийинки энергия катышы 1:1ден жогору болот. Ширетүү тигишинин сапатын жакшыртуу, эрүү аянтын көбөйтүү жана ширетүү ылдамдыгы жогору болгондо дагы эле жылмакай жана кооз ширетүү тигишин алуу пайдалуу.
3.3 Калыңдыгы бирдей эмес пластиналарды кош нурлуу ширетүү
Өнөр жай өндүрүшүндө, көп учурда ар кандай калыңдыктагы жана формадагы эки же андан көп металл пластиналарды ширетүү керек болот, бул үчүн бириктирилген пластинаны жасоо керек. Айрыкча автомобиль өндүрүшүндө, атайын ширетилген бланктарды колдонуу барган сайын кеңири жайылууда. Ар кандай мүнөздөмөлөрү, беттик каптоолору же касиеттери бар пластиналарды ширетүү менен бекемдикти жогорулатууга, чыгымдалуучу материалдарды азайтууга жана сапатын төмөндөтүүгө болот. Ар кандай калыңдыктагы пластиналарды лазер менен ширетүү көбүнчө панелдик ширетүүдө колдонулат. Негизги көйгөй, ширетилүүчү пластиналар жогорку тактыктагы четтери менен алдын ала жасалышы жана жогорку тактыктагы чогултууну камсыз кылышы керек. Калыңдыгы бирдей эмес пластиналарды кош нурлуу ширетүүнү колдонуу пластиналардын боштуктарындагы, жамбаш муундарындагы, салыштырмалуу калыңдыктардагы жана пластина материалдарындагы ар кандай өзгөрүүлөргө ыңгайлаша алат. Ал чоңураак четтери жана боштуктары бар пластиналарды ширетип, ширетүү ылдамдыгын жана ширетүүнүн сапатын жакшырта алат.
Шуанггуандун компаниясынын бирдей эмес калыңдыктагы пластиналарды ширетүүсүнүн негизги процесстик параметрлерин сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ширетүү параметрлерине жана пластина параметрлерине бөлүүгө болот. Ширетүү параметрлерине эки лазер нурунун кубаттуулугу, ширетүү ылдамдыгы, фокустук абал, ширетүүчү баштын бурчу, кош нурлуу жамбаш муунунун нурунун айлануу бурчу жана ширетүүнүн жылышы ж.б. кирет. Тактанын параметрлерине материалдын өлчөмү, иштөөсү, кесүү шарттары, тактанын боштуктары ж.б. кирет. Эки лазер нурунун кубаттуулугу ар кандай ширетүү максаттарына жараша өзүнчө туураланышы мүмкүн. Фокустук абал, адатта, туруктуу жана натыйжалуу ширетүү процессине жетүү үчүн жука пластинанын бетинде жайгашкан. Ширетүүчү баштын бурчу адатта 6нын тегерегинде тандалып алынат. Эгерде эки пластинанын калыңдыгы салыштырмалуу чоң болсо, оң ширетүүчү баштын бурчун колдонсо болот, башкача айтканда, сүрөттө көрсөтүлгөндөй, лазер жука пластинага карай кыйшайат; пластинанын калыңдыгы салыштырмалуу кичинекей болгондо, терс ширетүүчү баштын бурчун колдонсо болот. Ширетүүнүн жылышы лазердин фокусу менен калың пластинанын четинин ортосундагы аралык катары аныкталат. Ширетүүнүн жылышуусун тууралоо менен, ширетүүнүн майышышынын көлөмүн азайтууга жана жакшы ширетүүчү кесилиш алууга болот.
Чоң боштуктары бар пластиналарды ширетүү учурунда, жакшы боштукту толтуруу мүмкүнчүлүгүнө жетүү үчүн кош нур бурчун айландыруу менен нурдун натыйжалуу жылытуу диаметрин көбөйтсө болот. Ширетүүчү тигиштин үстүнкү бөлүгүнүн туурасы эки лазер нурунун натыйжалуу нур диаметри, башкача айтканда, нурдун айлануу бурчу менен аныкталат. Айлануу бурчу канчалык чоң болсо, кош нурдун ысытуу диапазону ошончолук кеңейет жана ширетүүчү тигиштин үстүнкү бөлүгүнүн туурасы ошончолук чоң болот. Эки лазер нуру ширетүү процессинде ар кандай ролдорду ойнойт. Бири негизинен тигишке кирүү үчүн колдонулат, ал эми экинчиси негизинен боштукту толтуруу үчүн калың пластина материалын эритүү үчүн колдонулат. 6-35-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, нурдун айлануу бурчу оң болгондо (алдыңкы нур калың пластинага, арткы нур ширетүүчү тигишке таасир этет), алдыңкы нур материалды ысытуу жана эритүү үчүн калың пластинага түшөт, ал эми кийинкиси Лазер нуру кирүү жаратат. Алдыңкы жактагы биринчи лазер нуру калың пластинаны жарым-жартылай гана эрите алат, бирок ал ширетүү процессине чоң салым кошот, анткени ал боштукту жакшыраак толтуруу үчүн калың пластинанын капталын эритип гана тим болбостон, муун материалын алдын ала бириктирет, ошондуктан кийинки нурлар муундар аркылуу ширетүү оңой болуп, тезирээк ширетүүгө мүмкүндүк берет. Терс айлануу бурчу бар кош нурлуу ширетүү учурунда (алдыңкы нур ширетүүгө, ал эми арткы нур калың пластинага таасир этет), эки нур тескерисинче таасир этет. Биринчи нур муунду эритип, экинчи нур боштукту толтуруу үчүн калың пластинаны эритип алат. Бул учурда, муздак пластина аркылуу ширетүү үчүн алдыңкы нур талап кылынат жана ширетүү ылдамдыгы оң нурдун айлануу бурчун колдонууга караганда жайыраак. Ал эми мурунку нурдун алдын ала ысытуу таасиринен улам, экинчи нур ошол эле кубаттуулукта калыңыраак пластина материалын эритип жиберет. Бул учурда, акыркы лазер нурунун кубаттуулугу тиешелүү түрдө азайтылышы керек. Салыштырмалуу, оң нурдун айлануу бурчун колдонуу ширетүү ылдамдыгын тиешелүү түрдө жогорулатат, ал эми терс нурдун айлануу бурчун колдонуу боштукту жакшыраак толтурууга жетише алат. 6-36-сүрөттө ширетүүнүн кесилишине ар кандай нурдун айлануу бурчтарынын таасири көрсөтүлгөн.
3.4 Чоң калың пластиналарды кош нурлуу лазер менен ширетүү Лазердин кубаттуулук деңгээлинин жана нурдун сапатынын жакшырышы менен чоң калың пластиналарды лазер менен ширетүү реалдуулукка айланды. Бирок, жогорку кубаттуулуктагы лазерлер кымбат болгондуктан жана чоң калың пластиналарды ширетүү үчүн толтургуч металл талап кылынгандыктан, иш жүзүндө өндүрүштө белгилүү бир чектөөлөр бар. Кош нурлуу лазер менен ширетүү технологиясын колдонуу лазердин кубаттуулугун жогорулатып гана тим болбостон, нурдун натыйжалуу жылытуу диаметрин да жогорулатып, толтургуч зымды эритүү мүмкүнчүлүгүн жогорулатып, лазердин ачкыч тешигин турукташтырып, ширетүүнүн туруктуулугун жакшыртып, ширетүүнүн сапатын жакшырта алат.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 29-апрели
