Wangunan sareng pamekaran keyholes:
Keyhole harti: Lamun irradiance radiasi leuwih gede ti 10 ^ 6W / cm ^ 2, beungeut bahan lebur jeung evaporates dina aksi laser. Nalika laju évaporasi cukup badag, tekanan recoil uap dihasilkeun cukup pikeun nungkulan tegangan permukaan jeung gravitasi cair logam cair, kukituna displacing sababaraha logam cair, ngabalukarkeun kolam renang molten di zone éksitasi tilelep tur ngabentuk liang leutik. ; Beam cahaya langsung meta dina handapeun liang leutik, ngabalukarkeun logam pikeun salajengna ngalembereh tur gasify. Uap tekanan tinggi terus maksakeun logam cair dina handapeun liang kubur ngalir ka arah periphery kolam renang molten, salajengna deepening liang leutik. Prosés ieu terus, pamustunganana ngabentuk liang konci kawas liang dina logam cair. Nalika tekanan uap logam dihasilkeun ku sinar laser dina liang leutik ngahontal kasatimbangan jeung tegangan permukaan jeung gravitasi logam cair, liang leutik euweuh deepens sarta ngabentuk jero stabil liang leutik, nu disebut "efek liang leutik". .
Salaku sinar laser ngalir relatif ka workpiece nu, liang leutik nembongkeun hareup melengkung rada mundur sarta segitiga inverted jelas condong di tukang. Ujung hareup liang leutik nyaéta aréa aksi laser, kalawan suhu luhur sarta tekanan uap tinggi, sedengkeun hawa sapanjang ujung deui relatif lemah sareng tekanan uap leutik. Dina tekenan sarta bédana suhu ieu, cairan lebur ngalir sabudeureun liang leutik ti tungtung hareup ka tungtung deui, ngabentuk vortex di tungtung tukang liang leutik, sarta tungtungna solidifies di ujung tukang. Kaayaan dinamis tina keyhole diala ngaliwatan simulasi laser sarta las sabenerna ditémbongkeun dina gambar di luhur, The morfologi liang leutik sarta aliran cairan molten sabudeureun salila perjalanan dina speeds béda.
Alatan ayana liang leutik, énergi sinar laser penetrates kana interior bahan, ngabentuk kelim weld jero tur sempit ieu. Morfologi cross-sectional has tina laser jero penetrasi weld kelim ditémbongkeun dina gambar di luhur. Jero penetrasi tina kelim weld deukeut ka jero keyhole nu (janten tepat, lapisan metallographic nyaeta 60-100um deeper ti keyhole, hiji lapisan kirang cair). Nu leuwih luhur dénsitas énergi laser, nu deeper liang leutik, jeung gede jero penetrasi tina kelim weld. Dina las laser-kakuatan tinggi, jero maksimum pikeun rasio lebar tina kelim weld bisa ngahontal 12:1.
Analisis nyerep tinaénergi laserku keyhole
Sateuacan kabentukna liang leutik sareng plasma, énergi laser utamina dikirimkeun ka pedalaman workpiece ngaliwatan konduksi termal. Prosés las milik las conductive (kalawan jero penetrasi kirang ti 0.5mm), sarta laju nyerep bahan ngeunaan laser nyaeta antara 25-45%. Sakali keyhole kabentuk, énergi laser utamana diserep ku interior workpiece ngaliwatan pangaruh keyhole, sarta prosés las jadi las penetrasi jero (kalawan jero penetrasi leuwih ti 0.5mm), Laju nyerep bisa ngahontal. leuwih 60-90%.
Pangaruh keyhole muterkeun hiji peran penting pisan dina enhancing nyerep laser salila ngolah kayaning las laser, motong, sarta pangeboran. Sinar laser asup kana keyhole ampir sagemblengna kaserep ngaliwatan sababaraha reflections ti témbok liang.
Umumna dipercaya yén mékanisme nyerep énergi laser di jero liang konci kalebet dua prosés: nyerep sabalikna sareng nyerep Fresnel.
Kasaimbangan tekanan di jero liang konci
Salila las penetrasi jero laser, bahan ngalaman vaporization parna, sarta tekanan ékspansi dihasilkeun ku uap-suhu luhur expels logam cair, ngabentuk liang leutik. Salian tekanan uap jeung tekanan ablation (ogé katelah gaya réaksi évaporasi atawa tekanan recoil) tina bahan, aya ogé tegangan permukaan, tekanan statik cair disababkeun ku gravitasi, sarta tekanan dinamis cairan dihasilkeun ku aliran bahan molten jero. liang leutik. Diantara tekanan ieu, ngan tekanan uap mertahankeun bubuka liang leutik, sedengkeun tilu gaya séjén narékahan pikeun nutup liang leutik. Pikeun ngajaga stabilitas keyhole salila prosés las, tekanan uap kudu cukup pikeun nungkulan lalawanan sejen tur ngahontal kasatimbangan, ngajaga stabilitas jangka panjang keyhole nu. Pikeun kesederhanaan, umumna dipercaya yén gaya anu aya dina témbok liang konci utamina nyaéta tekanan ablasi (tekanan recoil uap logam) sareng tegangan permukaan.
Instability of Keyhole
Latar: Laser tindakan dina beungeut bahan, ngabalukarkeun jumlah badag logam pikeun menguap. Tekanan recoil pencét handap dina kolam renang molten, ngabentuk keyholes na plasma, hasilna kanaékan jero lebur. Salila prosés gerak, laser pencét témbok hareup keyhole, sarta posisi dimana laser kontak bahan bakal ngabalukarkeun évaporasi parna bahan. Dina waktu nu sarua, témbok keyhole bakal ngalaman leungitna massa, sarta évaporasi bakal ngabentuk tekanan recoil nu bakal pencét handap dina logam cair, ngabalukarkeun témbok jero keyhole nu turun naek ka handap sarta mindahkeun sabudeureun handap keyhole ka arah nu. balik kolam renang molten. Alatan turun naek tina kolam renang cair cair ti témbok hareup ka témbok tukang, volume jero keyhole terus ngarobah, Tekanan internal tina keyhole ogé robah sasuai, nu ngabalukarkeun parobahan dina volume plasma disemprot kaluar. . Parobahan dina volume plasma ngabalukarkeun parobahan shielding, réfraksi, sarta nyerep énergi laser, hasilna parobahan énergi laser ngahontal beungeut bahan. Sakabéh prosés téh dinamis sarta périodik, pamustunganana hasilna sawtooth ngawangun sarta penetrasi logam wavy, sarta teu aya lemes penetrasi weld sarua, Gambar di luhur mangrupakeun cross-sectional view tina puseur weld diala ku motong longitudinal sajajar jeung puseur las, kitu ogé ukuran real-time tina variasi jero keyhole kuIPG-LDD salaku bukti.
Ningkatkeun arah stabilitas tina keyhole nu
Salila las penetrasi jero laser, stabilitas liang leutik ngan bisa ensured ku kasaimbangan dinamis rupa tekanan jero liang. Sanajan kitu, nyerep énergi laser ku témbok liang jeung évaporasi bahan, nu ejection of uap logam luar liang leutik, sarta gerakan maju tina liang leutik tur kolam renang molten sadayana prosés pisan sengit sarta gancang. Dina kaayaan prosés nu tangtu, dina moments tangtu salila prosés las, aya kamungkinan yén stabilitas liang leutik bisa kaganggu di wewengkon lokal, ngarah kana defects las. Anu paling umum sareng umum nyaéta defects porosity pori leutik sareng spatter disababkeun ku runtuhna keyhole;
Jadi kumaha carana nyaimbangkeun keyhole?
Fluktuasi cairan keyhole relatif rumit sarta ngalibatkeun loba teuing faktor (médan suhu, médan aliran, médan gaya, fisika optoeléktronik), nu bisa saukur diringkeskeun kana dua kategori: hubungan antara tegangan permukaan jeung tekanan recoil uap logam; Tekanan recoil tina uap logam langsung tindakan dina generasi keyholes, nu raket patalina jeung jero tur volume tina keyholes. Dina waktu nu sarua, salaku hijina zat pindah ka luhur tina uap logam dina prosés las, éta ogé raket patalina jeung lumangsungna spatter; Tegangan permukaan mangaruhan aliran kolam renang molten;
Jadi prosés las laser stabil gumantung kana ngajaga gradién distribusi tegangan permukaan dina kolam renang molten, tanpa teuing turun naek. Tegangan permukaan aya hubunganana sareng distribusi suhu, sareng distribusi suhu aya hubunganana sareng sumber panas. Ku alatan éta, sumber panas komposit jeung las ayun mangrupakeun arah teknis poténsial pikeun prosés las stabil;
Uap logam jeung volume keyhole kudu nengetan pangaruh plasma jeung ukuran bukaan keyhole. Nu leuwih gede lawang, nu leuwih gede keyhole, jeung fluctuations negligible dina titik handap kolam renang ngalembereh, nu boga dampak relatif leutik dina volume keyhole sakabéh jeung parobahan tekanan internal; Jadi adjustable ring mode laser (titik annular), laser arc rekombinasi, modulasi frékuénsi, jsb sadayana arah nu bisa dimekarkeun.
waktos pos: Dec-01-2023
