Ferliking fan laseffekten fan lasers mei ferskillende kearndiameters

Laserlassenkin berikt wurde mei trochgeande of pulsearre laserstrielen. De prinsipes fanlaserlassenkin wurde ferdield yn waarmtegeliedingslassen en laser djippenetraasjelassen. As de krêftdichtheid minder is as 104~105 W/cm2, is it waarmtegeliedingslassen. Op dit stuit is de penetraasjedjipte ûndjip en de lassnelheid stadich; as de krêftdichtheid grutter is as 105~107 W/cm2, is it metalen oerflak konkav yn "gatten" troch de waarmte, wêrtroch djippe penetraasjelassen ûntsteane, wat de skaaimerken hat fan hege lassnelheid en grutte aspektferhâlding. It prinsipe fan termyske geliedinglaserlassenis: laserstrieling ferwaarme it oerflak dat ferwurke wurde moat, en de oerflakwaarmte ferspriedt him nei it ynterieur troch termyske gelieding. Troch it kontrolearjen fan laserparameters lykas laserpulsbreedte, enerzjy, pykfermogen en werhellingsfrekwinsje, wurdt it wurkstik smolten om in spesifike smeltende plas te foarmjen.

Laser djippenetraasjelassen brûkt oer it algemien in trochgeande laserstriel om de ferbining fan materialen te foltôgjen. It metallurgyske fysike proses is tige ferlykber mei dat fan elektronenstrielassen, dat wol sizze, it enerzjykonverzjemeganisme wurdt foltôge fia in "kaaisgat"-struktuer.

Under laserbestraling mei in genôch hege krêftdichtheid ferdampt it materiaal en ûntsteane lytse gatten. Dit lytse gat fol mei damp is as in swart lichem, dat hast alle enerzjy fan 'e ynfallende striel absorbearret. De lykwichtstemperatuer yn it gat berikt sawat 2500°C. De waarmte wurdt oerdroegen fan 'e bûtenmuorre fan it hege-temperatuergat, wêrtroch't it metaal om it gat hinne smelt. It lytse gat wurdt fol mei hege-temperatuer stoom dy't ûntstiet troch de trochgeande ferdamping fan it muorremateriaal ûnder de bestraling fan 'e striel. De muorren fan it lytse gat wurde omjûn troch smelten metaal, en it floeibere metaal wurdt omjûn troch fêste materialen (yn 'e measte konvinsjonele lasprosessen en lasergeliedingslassen wurdt de enerzjy earst op it oerflak fan it wurkstik ôfset en dan troch oerdracht nei it ynterieur transportearre). De floeistofstream bûten de gatmuorre en de oerflakspanning fan 'e muorrelaach binne yn faze mei de trochgeande generearre stoomdruk yn 'e gatholte en behâlde in dynamysk lykwicht. De ljochtstriel komt kontinu it lytse gat yn, en it materiaal bûten it lytse gat streamt kontinu. As de ljochtstriel beweecht, is it lytse gat altyd yn in stabile streamtastân.

Dat wol sizze, it lytse gat en it smelte metaal om 'e gatwand hinne bewege foarút mei de foarútgongssnelheid fan 'e pilotbalke. It smelte metaal follet de gat dy't oerbliuwt nei't it lytse gat fuorthelle is en kondinsearret dêrtroch, en de las wurdt foarme. Dit alles bart sa fluch dat lassnelheden maklik ferskate meters per minuut kinne berikke.

Nei it begripen fan 'e basisbegripen fan krêftdichtheid, termyske geliedingslassen en djip penetraasjelassen, sille wy folgjende in ferlykjende analyze útfiere fan 'e krêftdichtheid en metallografyske fazen fan ferskate kearndiameters.

Ferliking fan laseksperiminten basearre op gewoane laserkearndiameters op 'e merk:

Krêfttichtens fan fokuspuntposysje fan lasers mei ferskillende kearndiameters

Fanút it perspektyf fan krêftdichtheid, ûnder itselde fermogen, hoe lytser de kearndiameter, hoe heger de helderheid fan 'e laser en hoe konsintrearrer de enerzjy. As de laser fergelike wurdt mei in skerp mes, hoe lytser de kearndiameter, hoe skerper de laser. De krêftdichtheid fan 'e laser mei in kearndiameter fan 14 µm is mear as 50 kear dy fan 'e laser mei in kearndiameter fan 100 µm, en de ferwurkingskapasiteit is sterker. Tagelyk is de hjir berekkene krêftdichtheid gewoan in ienfâldige gemiddelde tichtheid. De werklike enerzjyferdieling is in ungefear Gaussyske ferdieling, en de sintrale enerzjy sil ferskate kearen de gemiddelde krêftdichtheid wêze.

Skematysk diagram fan laserenerzjyferdieling mei ferskillende kearndiameters

De kleur fan it enerzjyferdielingsdiagram is de enerzjyferdieling. Hoe reader de kleur, hoe heger de enerzjy. De reade enerzjy is it plak dêr't de enerzjy konsintrearre is. Troch de laserenerzjyferdieling fan laserstrielen mei ferskillende kearndiameters kin sjoen wurde dat it front fan 'e laserstriel net skerp is en de laserstriel skerp is. Hoe lytser, hoe konsintrearre de enerzjy op ien punt is, hoe skerper it is en hoe sterker syn penetraasjefermogen.

Ferliking fan laseffekten fan lasers mei ferskillende kearndiameters

Ferliking fan lasers mei ferskillende kearndiameters:

(1) It eksperimint brûkt in snelheid fan 150 mm/s, fokusposysjelassen, en it materiaal is 1-searje aluminium, 2 mm dik;

(2) Hoe grutter de kearndiameter, hoe grutter de smeltbreedte, hoe grutter de waarmte-beynfloede sône, en hoe lytser de krêftdichtheid fan 'e ienheid. As de kearndiameter mear as 200 µm is, is it net maklik om in penetraasjedjipte te berikken op heechreaktive legeringen lykas aluminium en koper, en in hegere djippe penetraasjelassen kin allinich berikt wurde mei heech fermogen;

(3) Lytse-kearnlasers hawwe in hege krêfttichtens en kinne fluch kaaisgatten meitsje op it oerflak fan materialen mei hege enerzjy en lytse waarmte-beynfloede sônes. Tagelyk is it oerflak fan 'e las lykwols rûch, en de kâns op it ynstoarten fan it kaaisgat is heech by lassen op lege snelheid, en it kaaisgat is sluten tidens de lassyklus. De syklus is lang, en defekten lykas defekten en poaren binne gefoelich foar it ûntstean. It is geskikt foar ferwurking op hege snelheid of ferwurking mei in swingtrajekt;

(4) Lasers mei in grutte kearndiameter hawwe gruttere ljochtflekken en mear fersprate enerzjy, wêrtroch't se geskikter binne foar it opnij smelten fan laseroerflakken, bekleding, gloeien en oare prosessen.