De formaasje en ûntwikkeling fan keyholes:
Keyhole-definysje: As de stralingsbestraling grutter is as 10 ^ 6W / cm ^ 2, smelt it oerflak fan it materiaal en ferdampt ûnder de aksje fan laser. As de ferdampingssnelheid grut genôch is, is de oanmakke damprecoildruk genôch om de oerflakspanning en floeibere swiertekrêft fan it floeibere metaal te oerwinnen, wêrtroch't wat fan it floeibere metaal ferpleatst wurdt, wêrtroch't it smelte swimbad by de excitaasjesône sakket en lytse putten foarmje. ; De ljochtstraal wurket direkt op 'e boaiem fan' e lytse put, wêrtroch't it metaal fierder smelt en fergast. Stoom mei hege druk bliuwt it floeibere metaal oan 'e boaiem fan' e kûle te twingen om te streamen nei de perifery fan 'e smelte swimbad, en ferdjipje it lytse gat fierder. Dit proses giet troch, úteinlik foarmje in kaaigat lykas gat yn it floeibere metaal. Wannear't de metalen damp druk generearre troch de laser beam yn it lytse gat berikt lykwicht mei de oerflak spanning en swiertekrêft fan it floeibere metaal, it lytse gat net mear ferdjippe en foarmet in djipte stabile lyts gat, dat wurdt neamd de "lytse gat effekt" .
As de laser beam beweecht relatyf oan it workpiece, toant it lytse gat in bytsje efterút bûgde foarkant en in dúdlik oanstriid omkearde trijehoek oan de efterkant. De foarkant fan it lytse gat is it aksjegebiet fan 'e laser, mei hege temperatuer en hege dampdruk, wylst de temperatuer lâns de efterkant relatyf leech is en de dampdruk lyts is. Under dizze druk- en temperatuerferskil streamt de smelte floeistof om it lytse gat fan 'e foarkant nei it efterste ein, en foarmje in draaikolk oan' e efterkant fan 'e lytse gat, en wurdt úteinlik fêst oan 'e efterkant. De dynamyske steat fan it kaaigat krigen troch laser simulaasje en werklike welding wurdt werjûn yn de boppesteande figuer, De morfology fan lytse gatten en de stream fan omlizzende smelte floeistof ûnder reizgjen mei ferskillende snelheden.
Troch de oanwêzigens fan lytse gatten dringt de laserstraal-enerzjy yn it ynterieur fan it materiaal troch, en foarmje dizze djippe en smelle weldnaad. De typyske dwerstrochsneed morfology fan de laser djippe penetraasje weld naad wurdt werjûn yn de boppesteande figuer. De penetraasjedjipte fan 'e lasnaad is ticht by de djipte fan it kaaigat (om krekt te wêzen, de metallografyske laach is 60-100um djipper as it kaaigat, ien floeibere laach minder). Hoe heger de laser enerzjy tichtens, de djipper it lytse gat, en hoe grutter de penetraasje djipte fan de weld naad. Yn laserlassen mei hege krêft kin de maksimale djipte oant breedteferhâlding fan 'e lasnaad 12:1 berikke.
Analyse fan absorption fanlaser enerzjytroch keyhole
Foardat de foarming fan lytse gatten en plasma, de enerzjy fan de laser wurdt benammen oerbrocht nei it ynterieur fan it workpiece troch termyske conduction. De welding proses heart ta conductive welding (mei in penetraasje djipte fan minder as 0.5mm), en it materiaal syn absorption rate fan de laser is tusken 25-45%. Sadree't de keyhole wurdt foarme, de enerzjy fan 'e laser wurdt benammen opnomd troch it ynterieur fan' e workpiece troch de keyhole effekt, en it welding proses wurdt djip penetraasje welding (mei in penetraasje djipte fan mear as 0.5mm), De absorption rate kin berikke mear as 60-90%.
It keyhole-effekt spilet in ekstreem wichtige rol by it ferbetterjen fan de opname fan laser by it ferwurkjen lykas laserlassen, snijen en boarjen. De laserstraal dy't it kaaigat ynkomt, wurdt hast folslein opnomd troch meardere refleksjes fan 'e gatmuorre.
It wurdt algemien leaud dat it enerzjyabsorpsjemeganisme fan laser binnen it kaaigat twa prosessen omfettet: omkearde absorption en Fresnel-absorption.
Drukbalâns binnen it kaaisgat
Tidens laser djippe penetraasje welding, it materiaal ûndergiet swiere vaporization, en de útwreiding druk opwekt troch hege-temperatuer stoom ferdriuwt it floeibere metaal, it foarmjen fan lytse gatten. Neist de dampdruk en ablaasjedruk (ek wol bekend as evaporaasjereaksjekrêft of recoildruk) fan it materiaal, binne d'r ek oerflakspanning, floeibere statyske druk feroarsake troch swiertekrêft, en floeistofdynamyske druk opwekt troch de stream fan gesmolten materiaal binnen de lyts gat. Under dizze drukken hâldt allinnich stoomdruk de iepening fan it lytse gat, wylst de oare trije krêften stribje om it lytse gat te sluten. Om de stabiliteit fan it kaaigat te behâlden tidens it lasproses, moat de dampdruk genôch wêze om oare ferset te oerwinnen en lykwicht te berikken, en de stabiliteit fan it kaaigat op lange termyn te behâlden. Foar ienfâld wurdt algemien leaud dat de krêften dy't op 'e kaaismuorre wurkje, benammen ablasjonsdruk (metaaldamprecoildruk) en oerflakspanning binne.
Ynstabiliteit fan Keyhole
Eftergrûn: Laser wurket op it oerflak fan materialen, wêrtroch in grutte hoemannichte metaal ferdampt. De recoil druk drukt del op 'e smolten swimbad, foarmje keyholes en plasma, resultearret yn in tanimming fan melting djipte. Tidens it proses fan it ferpleatsen, de laser rekket de foarkant muorre fan it kaaigat, en de posysje dêr't de laser kontakt mei it materiaal sil feroarsaakje slimme ferdamping fan it materiaal. Tagelyk, de kaai gat muorre sil ûnderfine massa ferlies, en de ferdamping sil foarmje in recoil druk dy't sil drukke del op it floeibere metaal, wêrtroch't de binnenmuorre fan it kaai gat te skommelje nei ûnderen en beweecht om 'e boaiem fan' e kaai gat nei de efterkant fan it smelte swimbad. Troch de fluktuaasje fan it floeibere smelte swimbad fan 'e foarmuorre nei de eftermuorre feroaret it folume binnen it kaaisgat konstant, De ynterne druk fan it kaaigat feroaret ek neffens, wat liedt ta in feroaring yn it folume fan it útspuite plasma . De feroaring yn plasma folume liedt ta feroarings yn shielding, brekking, en absorption fan laser enerzjy, resultearret yn feroarings yn de enerzjy fan de laser it berikken fan it materiaal oerflak. It hiele proses is dynamysk en periodyk, úteinlik resultearret yn in sawtooth foarmige en golvende metalen penetraasje, en der is gjin glêde gelikense penetraasje weld, De boppesteande figuer is in dwerstrochsneed werjefte fan it sintrum fan 'e weld krigen troch longitudinale cutting parallel oan de sintrum fan de weld, likegoed as in real-time mjitting fan de kaai gat djipte fariaasje trochIPG-LDD as bewiis.
Ferbetterje de stabiliteit rjochting fan it kaaigat
Tidens laser djippe penetraasje welding, de stabiliteit fan it lytse gat kin allinnich wurde garandearre troch de dynamyske lykwicht fan ferskate druk binnen it gat. Lykwols, de opname fan laser enerzjy troch de gat muorre en de ferdamping fan materialen, it útwerpen fan metalen damp bûten it lytse gat, en de foarút beweging fan it lytse gat en smelte pool binne allegear hiel yntinse en flugge prosessen. Under bepaalde proses betingsten, op bepaalde mominten tidens it welding proses, der is in mooglikheid dat de stabiliteit fan it lytse gat kin wurde fersteurd yn lokale gebieten, dy't liedt ta welding gebreken. De meast typyske en gewoane binne lytse porosity-defekten en spatter feroarsake troch keyhole-ynstoarten;
Dus hoe kinne jo it kaaisgat stabilisearje?
De fluktuaasje fan keyhole floeistof is relatyf kompleks en omfiemet te folle faktoaren (temperatuer fjild, flow fjild, krêft fjild, opto-elektroanyske natuerkunde), dat kin gewoan gearfette yn twa kategoryen: de relaasje tusken oerflak spanning en metaal damp weromslag druk; De recoil druk fan metalen damp direkt fungearret op de generaasje fan keyholes, dat is nau besibbe oan de djipte en folume fan de keyholes. Tagelyk, as de ienige omheech bewegende stof fan metaaldamp yn it weldingproses, is it ek nau besibbe oan it foarkommen fan spatten; Oerflak spanning beynfloedet de trochstreaming fan it smelte swimbad;
Sa stabyl laser welding proses hinget ôf fan it behâld fan de ferdieling gradient fan oerflak spanning yn it smelte swimbad, sûnder tefolle fluktuaasje. Oerflak spanning is besibbe oan temperatuer distribúsje, en temperatuer distribúsje is besibbe oan waarmte boarne. Dêrom, gearstalde waarmte boarne en swing welding potinsjele technyske rjochtings foar stabile welding proses;
De metalen damp en keyhole folume moatte betelje omtinken oan it plasma effekt en de grutte fan de kaai gat iepening. De grutter de iepening, de grutter de keyhole, en de negligible fluktuaasjes yn 'e boaiem punt fan' e melt pool, dy't hawwe in relatyf lytse ynfloed op de totale kaai gat folume en ynterne druk feroarings; Sa ferstelbere ring modus laser (annular spot), laser arc rekombinaasje, frekwinsje modulaasje, ensfh binne allegear rjochtings dy't kin wurde útwreide.
Post tiid: Dec-01-2023
