De foarming en ûntwikkeling fan kaaisgatten:
Definysje fan kaaisgat: As de strielingssterkte grutter is as 10 ^ 6W/cm ^ 2, smelt en ferdampt it oerflak fan it materiaal ûnder de aksje fan 'e laser. As de ferdampingssnelheid grut genôch is, is de generearre dampterugslachdruk genôch om de oerflakspanning en floeibere swiertekrêft fan it floeibere metaal te oerwinnen, wêrtroch't in diel fan it floeibere metaal ferpleatst wurdt, wêrtroch't de smeltende plas yn 'e oanstjitsône sakket en lytse putten foarmet; De ljochtstriel wurket direkt op 'e boaiem fan 'e lytse put, wêrtroch't it metaal fierder smelt en fergast. Hege druk stoom bliuwt it floeibere metaal oan 'e boaiem fan 'e put twinge om nei de periferie fan 'e smeltende plas te streamen, wêrtroch't it lytse gat fierder ferdjipet. Dit proses giet troch, en foarmet úteinlik in kaaisgat-eftich gat yn it floeibere metaal. As de metaaldampdruk generearre troch de laserstriel yn it lytse gat in lykwicht berikt mei de oerflakspanning en swiertekrêft fan it floeibere metaal, ferdjipet it lytse gat net mear en foarmet in djiptestabyl lyts gat, dat it "lytse gat-effekt" neamd wurdt.
As de laserstriel relatyf oan it wurkstik beweecht, toant it lytse gat in wat nei efteren bûgde foarkant en in dúdlik hellende omkearde trijehoek oan 'e 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. Under dit ferskil yn druk en temperatuer streamt de smelte floeistof om it lytse gat fan 'e foarkant nei de efterkant, en foarmet in draaikolk oan 'e efterkant fan it lytse gat, en ferhurdet úteinlik oan 'e efterkant. De dynamyske steat fan it kaaisgat, krigen troch lasersimulaasje en werklik lassen, wurdt werjûn yn 'e boppesteande figuer, De morfology fan lytse gatten en de stream fan omlizzende smelte floeistof tidens beweging mei ferskillende snelheden.
Troch de oanwêzigens fan lytse gatten penetrearret de enerzjy fan 'e laserstriel yn it binnenste fan it materiaal, wêrtroch't dizze djippe en smelle lasnaad ûntstiet. De typyske dwersdoorsnedemorfology fan 'e djippe penetraasjelasnaad fan 'e laser wurdt werjûn yn 'e boppesteande figuer. De penetraasjedjipte fan 'e lasnaad leit tichtby de djipte fan it kaaisgat (om krekt te wêzen, de metallografyske laach is 60-100 µm djipper as it kaaisgat, ien floeibere laach minder). Hoe heger de laserenerzjydichtheid, hoe djipper it lytse gat, en hoe grutter de penetraasjedjipte fan 'e lasnaad. By heech-fermogen laserlassen kin de maksimale ferhâlding tusken djipte en breedte fan 'e lasnaad 12:1 berikke.
Analyse fan absorpsje fanlaserenerzjytroch kaaisgat
Foar de foarming fan lytse gatten en plasma wurdt de enerzjy fan 'e laser benammen oerdroegen oan it ynterieur fan it wurkstik fia termyske gelieding. It lasproses heart ta geliedend lassen (mei in penetraasjedjipte fan minder as 0.5 mm), en de absorpsjesnelheid fan it materiaal fan 'e laser leit tusken 25-45%. Sadree't it kaaisgat foarme is, wurdt de enerzjy fan 'e laser benammen opnommen troch it ynterieur fan it wurkstik fia it kaaisgateffekt, en wurdt it lasproses djip penetraasjelassen (mei in penetraasjedjipte fan mear as 0.5 mm). De absorpsjesnelheid kin mear as 60-90% berikke.
It kaaisgateffekt spilet in tige wichtige rol by it ferbetterjen fan de absorpsje fan laser tidens ferwurking lykas laserlassen, snijden en boarjen. De laserstriel dy't it kaaisgat yngiet, wurdt hast folslein absorbearre troch meardere refleksjes fan 'e gatwand.
It wurdt algemien leaud dat it enerzjy-absorpsjemeganisme fan laser yn it kaaisgat twa prosessen omfettet: omkearde absorpsje en Fresnel-absorpsje.
Drukbalâns yn it kaaisgat
Tidens laser djippenetraasjelassen ûndergiet it materiaal swiere ferdamping, en de útwreidingsdruk dy't generearre wurdt troch hege-temperatuer stoom ferdriuwt it floeibere metaal, wêrtroch't lytse gatten ûntsteane. Neist de dampdruk en ablaasjedruk (ek wol bekend as ferdampingsreaksjekrêft of terugslagdruk) fan it materiaal, binne der ek oerflakspanning, floeibere statyske druk feroarsake troch swiertekrêft, en floeistofdynamyske druk generearre troch de stream fan smelten materiaal yn it lytse gat. Under dizze druk hâldt allinich stoomdruk de iepening fan it lytse gat yn stân, wylst de oare trije krêften besykje it lytse gat te sluten. Om de stabiliteit fan it kaaisgat te behâlden tidens it lasproses, moat de dampdruk genôch wêze om oare wjerstân te oerwinnen en lykwicht te berikken, wêrtroch't de lange-termyn stabiliteit fan it kaaisgat behâlden wurdt. Foar de ienfâld wurdt algemien leaud dat de krêften dy't op 'e kaaisgatwand wurkje benammen ablaasjedruk (metaaldamp-terugslagdruk) en oerflakspanning binne.
Ynstabiliteit fan it kaaisgat
Eftergrûn: Laser wurket op it oerflak fan materialen, wêrtroch't in grutte hoemannichte metaal ferdampt. De terugslagdruk drukt del op 'e smeltende plas, wêrtroch't kaaisgatten en plasma ûntsteane, wat resulteart yn in tanimming fan 'e smeltdjipte. Tidens it bewegingsproses rekket de laser de foarmuorre fan it kaaisgat, en de posysje wêr't de laser it materiaal rekket sil swiere ferdamping fan it materiaal feroarsaakje. Tagelyk sil de kaaisgatwand massaferlies ûnderfine, en de ferdamping sil in terugslagdruk foarmje dy't deldrukt op it floeibere metaal, wêrtroch't de binnenmuorre fan it kaaisgat nei ûnderen fluktuearret en om 'e boaiem fan it kaaisgat nei de efterkant fan 'e smeltende plas beweecht. Troch de fluktuaasje fan 'e floeibere smeltende plas fan 'e foarmuorre nei de eftermuorre feroaret it folume yn it kaaisgat konstant, De ynterne druk fan it kaaisgat feroaret ek neffens, wat liedt ta in feroaring yn it folume fan it útspuite plasma. De feroaring yn plasmafolume liedt ta feroaringen yn ôfskerming, brekking en absorpsje fan laserenerzjy, wat resulteart yn feroaringen yn 'e enerzjy fan' e laser dy't it materiaaloerflak berikt. It hiele proses is dynamysk en periodyk, wat úteinlik resulteart yn in seagetoskfoarmige en weagjende metaalpenetraasje, en der is gjin glêde gelikense penetraasjelas. De boppesteande figuer is in dwerssnit fan it sintrum fan 'e las dy't krigen is troch longitudinale snijden parallel oan it sintrum fan 'e las, lykas in real-time mjitting fan 'e fariaasje fan it kaaisgatdjipte trochIPG-LDD as bewiis.
Ferbetterje de stabiliteitsrjochting fan it kaaisgat
Tidens laser djippenetraasjelassen kin de stabiliteit fan it lytse gat allinich garandearre wurde troch de dynamyske lykwicht fan ferskate druk yn it gat. De opname fan laserenerzjy troch de gatwand en de ferdamping fan materialen, it útstjitten fan metaaldamp bûten it lytse gat, en de foarútbeweging fan it lytse gat en de smeltende plas binne lykwols allegear tige yntinsive en rappe prosessen. Under bepaalde prosesomstannichheden, op bepaalde mominten tidens it lasproses, is d'r in mooglikheid dat de stabiliteit fan it lytse gat op lokale gebieten fersteurd wurde kin, wat liedt ta lasfouten. De meast typyske en foarkommende binne porositeitsfouten fan it lytse poarjetype en spatten feroarsake troch it ynstoarten fan kaaisgatten;
Dus hoe kinne jo it kaaisgat stabilisearje?
De fluktuaasje fan kaaisgatfloeistof is relatyf kompleks en omfettet tefolle faktoaren (temperatuerfjild, streamfjild, krêftfjild, opto-elektronyske natuerkunde), dy't ienfâldich gearfette wurde kinne yn twa kategoryen: de relaasje tusken oerflakspanning en metaaldamp-terugslachdruk; De terugslachdruk fan metaaldamp beynfloedet direkt it generearjen fan kaaisgatten, wat nau besibbe is oan de djipte en it folume fan 'e kaaisgatten. Tagelyk, as de ienige opwaarts bewegende stof fan metaaldamp yn it lasproses, is it ek nau besibbe oan it foarkommen fan spatten; Oerflakspanning beynfloedet de stream fan 'e smeltende plas;
Dat in stabyl laserlasproses hinget ôf fan it behâld fan 'e ferdielingsgradiënt fan oerflakspanning yn 'e smeltende plas, sûnder tefolle fluktuaasje. Oerflakspanning is relatearre oan temperatuerferdieling, en temperatuerferdieling is relatearre oan waarmteboarne. Dêrom binne kompositwaarmteboarne en swinglassen potinsjele technyske rjochtingen foar in stabyl lasproses;
By de metaaldamp en it kaaisgatfolume moat omtinken jûn wurde oan it plasma-effekt en de grutte fan 'e kaaisgat-iepening. Hoe grutter de iepening, hoe grutter it kaaisgat, en de ferwaarloosbere fluktuaasjes yn it ûnderste punt fan 'e smeltpoel, dy't in relatyf lytse ynfloed hawwe op it totale kaaisgatfolume en ynterne drukferoaringen; Dêrom binne ferstelbere ringmoduslaser (ringfoarmige spot), laserbôge-rekombinaasje, frekwinsjemodulaasje, ensfh. allegear rjochtingen dy't útwreide wurde kinne.
Pleatsingstiid: 1 desimber 2023
