Defokus miqdori 304 zanglamaydigan po'latdan lazer nurlarining sifati va payvandlash ishlashiga qanday ta'sir qiladi

Lazer texnologiyasi 20-asrning hisoblash, yarimo'tkazgichlar va yadro energiyasi bilan bir qatorda to'rtta aniq yutuqlaridan biri bo'lib, hozirda optik aloqa, tibbiy tizimlar, tekshirish va materiallarni qayta ishlashda qo'llaniladi. Materiallarni qayta ishlash doirasida lazer belgilarini belgilash, kesish, burg'ulash va payvandlash ishonchli ishlab chiqarish texnologiyalariga aylandi. Ular orasida lazerli payvandlash tobora ortib borayotgan e'tiborni qozondi, chunki u issiqlik kiritish, payvandlash profili va avtomatlashtirish potentsialida TIG va qarshilik payvandlashdan aniq afzalliklarni taqdim etadi.

Lazerli payvandlashning asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

• Juda kichikissiqlikdan ta'sirlangan hudud-(HAZ)
• Yuqorichuqurlik-kenglik nisbati-payvand chokida
• Yuqori qo'shma kuch
• Asosiy metallda yoki undan yuqori bo'g'inning mustahkamligi
• Avtomatlashtirish uchun moslashuvchan tola orqali nurni oson etkazib berish

Umumiy lazer manbalariga CO₂ lazerlari, disk lazerlari, Nd: YAG lazerlari, tolali lazerlar va diodli lazerlar kiradi. Bular orasidatolali lazereng zamonaviy yo'nalish bo'lib, quyidagilarni taklif qiladi:

• Yuqori elektr{0}to-optik samaradorlik (~30% gacha)
• Yilni iz
• Kam texnik xizmat va uzoq xizmat muddati
• Zanglamaydigan po'lat va alyuminiy qotishmalarini payvandlash uchun kuchli mos

Thekvazi{0}}uzluksiz (QCW) impulsli tolali lazerIPG Photonics tomonidan ishlab chiqilgan manbaning chegaraviy sinfini ifodalaydi, puls kengligi millisekundlar oralig'ida -gacha cho'zilgan yuqori cho'qqi quvvati bilan metallni payvandlash va yupqa qismlarni mikro-payvandlash uchun yaxshi mos keladi. Elektron va nozik payvandlashda keng qo'llanilsa-da, QCW tolali lazerlari uchun jarayon oynasi hali ham cheklangan e'tiborni tortadi. Ushbu maqola eng muhim jarayon oʻzgaruvchilaridan biriga qaratilgan -fokus holati, defokus miqdori sifatida ifodalanadi- va boshqariladigan tajribalar orqali 304 zanglamas po‘latdan yasalgan qo‘shilishda fokus sifati, payvand choki ko‘rinishi, payvand chokining kirib borishi va bo‘g‘in mustahkamligini qanday shakllantirishini ko‘rsatadi. Lazerli payvandlash manzarasining kengroq ko'rinishi uchun bizning qo'llanmamizga qaranglazerli payvandlash tamoyillari va usullari.

2.1 Payvandlash uskunalari

A 150 W QCW impulsli tolali lazerushbu tadqiqot uchun payvandlash manbai bo'lib xizmat qildi. Ushbu manba sinfining vakillik texnik parametrlari quyida jamlangan (odatiy sanoat qiymatlari; haqiqiy raqamlar model, konfiguratsiya va ilovaga qarab farqlanadi - kafolatlangan qiymatlar uchun yetkazib beruvchining ma'lumotlar varag'iga qarang).

1 --jadval 150 Vt toifali QCW impulsli tolali lazer uchun odatiy texnik xususiyatlar (sanoat-odatiy mos yozuvlar qiymatlari, kafolatlanmagan)

Yuqorida koʻrsatilgan qiymatlar 150 Vt quvvatga ega QCW sinfidagi impulsli tolali lazer uchun-oddiy sanoat koʻrsatkichlari boʻlib, har qanday King's Laser qurilmasining kafolatlangan spetsifikatsiyalari emas. Aniq spetsifikatsiyalar uchun info@kingslaser.com bilan bog‘laning yoki ushbu sinfdagi joriy model uchun King's Laser mahsulot sahifasiga tashrif buyuring.

Lazerli ishlov berish boshi tikuv payvandlashni amalga oshirish uchun X / Y / Z harakat platformasi orqali ishlov beriladigan qismga nisbatan ko'chiriladi. Harakatni boshqarish moslamasi boshning holatini lazer bilan otish bilan sinxronlashtiradi, shunda emissiya faqat bosh dasturlashtirilgan joyga yetganda boshlanadi.

Ushbu lazer sinfini nima belgilaydi va u qayerda ishlatilishi haqida ko'proq ma'lumot olish uchun qarangQCW tolali lazerli payvandlash nima, kengroq muhokamaQCW lazerli payvandlash sanoat ilovalarini qayta shakllantiradi, va asosikvazi{0}}uzluksiz tolali lazer manbai. Vakil ishlab chiqarish birligini ko'rish uchun King's Laser-ga qarang6 eksa QCW tolali lazerli payvandlash mashinasi.

2.2 Materiallar va tayyorlash

Ushbu tadqiqotning asosiy materiali edi304 zanglamaydigan po'latlap qo'shma sifatida tashkil etilgan: yuqori varaq qalinligi 0,2 mm, pastki varaq qalinligi 0,5 mm, har biri 100 mm × 50 mm gacha kesilgan.

Sirtni tayyorlash ikki hal qiluvchi bosqichda amalga oshirildi: payvandning yaxlitligini buzadigan yog'lar, oksidlar va boshqa ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun avval aseton, keyin izopropanol bilan artib oling. Maxsus moslama interfaal bo'shliqni minimallashtirish uchun bo'g'in bo'ylab bir xil bosim o'tkazdi. Bu qadam muhim, chunki u:

• Payvandlash vaqtida ikki varaq o'rtasida issiqlik uzatishni yaxshilaydi
• Barqaror kirish chuqurligini ta'minlaydi
• Birlashma va g'ovaklikning yo'qligi xavfini kamaytiradi

304 zanglamaydigan po'lat uchun, ayniqsa, to'g'ri himoya gazni sirt tayyorlash bilan bog'lash juda muhim - bo'yicha yo'riqnomaga qarang.zanglamaydigan po'latdan payvandlash uchun himoya gazni tanlash. Payvand chokidagi nuqsonlarning aksariyati sirtdan boshlanganligi sababli,-payvand chokidan oldingi tozalashning o‘zigina ularning 70% gacha olib tashlashi mumkin - ma’lumotlarni o‘rganing.lazer bilan tozalash payvandlash nuqsonlarining 70% ni hal qiladi.

2.3 Lazerning fokus holatini aniqlash

Lazerli payvandlash natijalarini aniqlaydigan asosiy omillar - eng yuqori quvvat, impuls kengligi va defokus miqdori (fokus nuqtasi va ish qismi yuzasi orasidagi bo'shliq). Ulardan defokus miqdori eng sezgir hisoblanadi.

Ta'rif - Defokus:Ijobiy defokus fokus nuqtasi ish qismi yuzasidan yuqorida joylashganligini anglatadi; salbiy defokus fokus nuqtasi sirt ostida joylashganligini anglatadi.

Fokus nuqtasini aniqlashning eng ishonchli usuli uchburchak zanglamaydigan po'latdan kalibrlash usuli hisoblanadi:

1. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan plastinkada -kam energiyali lazer impulsini (taxminan 50 Vt) yoqing; eng yorqin uchqun fokus tekisligini bildiradi.
2. Uchburchak zanglamas po'latdan yasalgan blokni o'sha fokus tekisligi yaqiniga qo'ying va 0,5 mm dan boshlab har ~2 mm dan chizilgan chiziqlar. Mikroskop ostida eng tor chizilgan chiziq fokus holatini belgilaydi.

Nur sifati nur profili, lazer probi va nurni susaytiruvchi bilan o'lchandi. Zond dastlab fokus nuqtasida bo'lganida, 0, 1, 2, 3 va 4 mm defokus qiymatlarini o'rnatish uchun ishlov berish boshi 1 mm qadamda ko'tarildi.

Shakl 1 - Lazer nurlarining sifati (nuqta energiya taqsimoti) va defokus miqdori.

• 0 mm defokusda lazer energiyasi nuqta markazida to'planadi.
• Defokus oshgani sayin, nuqta energiya taqsimoti tobora bir xil bo'ladi.
• 3 mm defokusda taqsimlash eng muvozanatli bo'ladi.
• 4 mm defokusda taqsimot tarqala boshlaydi va yana bir xillikni yo'qotadi.

Amalda, 3 mm korpus yupqa qatlam-payvandlash uchun nuqta o'lchami va eng yuqori quvvat zichligi o'rtasida eng yaxshi narxni taklif qiladi.

4.1 Payvand choki morfologiyasiga ta'siri

Ish qismi pastki varaqning orqa tomonida aniq belgi paydo bo'lguncha yuqoriga ko'tarilgan eng yuqori quvvat va impuls kengligi bilan markazlashtirilgan nuqtaga joylashtirildi. Ushbu sinovda maksimal quvvat 500 Vt va impuls kengligi 3 ms edi. Keyinchalik bu parametrlar doimiy bo'lib qoldi, defokus esa 1 mm qadamlar bilan o'zgartirildi; payvand choki ko'rinishi har bir bosqichda qayd etilgan.

Shakl 2 - Payvand choki ko‘rinishi va fokuslanish miqdori.

Kuzatishlar:

• 0 - 1 mm defokusda payvandlangan joy eng kichik bo'lib, ko'rinadigan chayqalishni ko'rsatadi. Buning sababi, yuqori mahalliy quvvat zichligi va materialning chiqarilishini keltirib chiqaradigan nuqta markazida energiya konsentratsiyasi.
• Defokus o'sishda davom etar ekan, payvand choki yanada bir xil bo'ladi va chayqalish yo'qoladi, bu esa bir xil nur profilidan kelib chiqadi.
• 4 mm dan yuqori defokus, dumaloqlik pasayadi va nuqta biroz qisqaradi -, chunki nur energiyasi nuqta qirralariga tarqaladi.

0 - 3 mm defokus oralig'ida payvand choki diametri 0,4 mm dan 0,5 mm gacha o'sdi: kattaroq defokus kattaroq sirt nuqtasini va shuning uchun kattaroq payvand nuqtasini hosil qiladi. 4 mm defokusda nuqta diametri yana kamaydi, chunki nuqtaning chekkasidagi energiya nuqta geometrik jihatdan kattaroq bo'lsa ham, materialni to'liq eritish uchun endi etarli emas.

Shakl 3 - Payvandlash joyining diametri va defokus miqdori.

4.2 Payvand chokining kirib borish chuqurligiga ta'siri

Ko'ndalang kesimlar payvand chokining qirrasi bo'ylab kesish, so'ngra qo'pol silliqlash, nozik silliqlash va parlatish yo'li bilan tayyorlangan. Payvandlash markazi polishing paytida tekshirildi, so'ngra har bir defokus qiymatida penetratsiya chuqurligini aniqlash uchun nitrat kislota + spirt eritmasi bilan ishqalandi.

Kuzatishlar:

• 0 - 1 mm defokusda, penetratsiya chuqurligi maksimal darajada bo'lib, pastki qatlamga etib boradi.
• 2-3 mm defokusda penetratsiya chuqurligi sayoz bo'lib, pastki qatlam qalinligining yarmiga etadi.
• 4 mm defokusda penetratsiya keskin pasayib, pastki varaq qalinligining atigi-uchdan biriga yetadi.

Shakl 4 - Payvand chokining kirib borish chuqurligi va defokus miqdori.

4.3 Payvand chokining cho’zilish kuchiga ta’siri

Yagona{0}}cho'zilish kuchi pastki varaq mahkamlangan va yuqori varaq yuqoriga tortilgan holda valentlik sinov mashinasida o'lchandi. Aniqlikni ta'minlash uchun har bir parametr to'plamida uchta namuna sinovdan o'tkazildi va natijalar o'rtacha hisoblandi.

0, 1, 2, 3 va 4 mm defokus qiymatlari kuchlanish kuchini hosil qildi.7 N, 8 N, 11 N, 15 N va 6 N, mos ravishda.

Umumiy tendentsiya: tortishish kuchi defokus bilan ortadi, chunki kattaroq defokus payvandlangan joyni va - eng muhimi - ikki varaq orasidagi aloqa kengligini kengaytiradi, bu esa bo'g'inlar mustahkamligini bevosita boshqaradi. 4 mm defokusda quvvat yana pasayadi, buning sababi, nur sifati yomonlashishi va nuqta kattaroq bo'ladi, lekin quvvat zichligi past bo'lib, penetratsiya va kuchni kamaytiradi.

Asosiy topilma:304 zanglamaydigan po'latdan bir-nuqta cho'zilish kuchi eng yuqori darajaga yetdi3 mm defokusda 15 N, bu erda payvand choki morfologiyasi ham eng izchil edi.

2 --jadval defokusning payvand choki, penetratsiya va kuchlanish kuchiga ta'siri haqida qisqacha ma'lumot

Yuqoridagi raqamlar 500 Vt cho'qqi / 3 ms impuls kengligida 304 zanglamaydigan po'latdan yasalgan bo'g'inli 150 Vt QCW tolali lazer bo'yicha asl Xitoy tadqiqotida bildirilgan o'lchangan qiymatlarni aks ettiradi. Ular texnologik muhandislar uchun ma'lumotnoma ma'lumotlari bo'lib, har qanday maxsus dastur uchun kafolatlangan qabul mezonlari emas. Ishlab chiqarishni chiqarishdan oldin har doim haqiqiy materialingiz, qalinligi va armatura bo'yicha namunaviy sinov orqali tasdiqlang.

Ishlab chiqarishda chayqalish, g'ovaklik yoki sintezning etishmasligi paydo bo'lganda, asosiy sabab odatda parametrlarning mos kelmasligi, himoya gazining tanlovi yoki sirt ifloslanishidir. Diagnostika oqimikeng tarqalgan lazerli payvandlash nuqsonlari va echimlariqaysi omil mas'ul ekanini aniqlash yo'li bilan yuradi.

Ushbu tadqiqot lazer nurlari profilini turli defokus qiymatlari bo‘yicha o‘lchadi va fokus kuchaygan sari spot energiya taqsimoti bir xil bo‘lib borishini aniqladi -, lekin 4 mm dan keyin tarqalish yana tarqala boshlaydi.

304 zanglamas po'latdan yasalgan qo'shma payvandlash orqali, boshqa barcha omillar doimiy bo'lgan holda, defokus miqdorini o'zgartirish payvandlash joyining ko'rinishini, nuqta o'lchamini, penetratsiya chuqurligini va valentlik kuchini o'zgartiradi. Eng yaxshi jarayon oynasi bir vaqtning o'zida tashqi ko'rinish va kuchni qondirishi kerak.

Asosiy fikrlar:

• Defokusning kuchayishi bilan payvand choki sifati yaxshilanadi va kuchlanish kuchi oshadi.
• At3 mm defokus, payvand chokining bir xilligi va kuchlanish kuchi bu geometriya uchun eng yaxshisidir.
• 3 mm defokusdan tashqari kuch ham, sifat ham yana pasayadi.

Payvandlash manbalari, usullari va ilovalari haqida kengroq maʼlumot olish uchun -, jumladan kalit teshigini payvandlash, tolali lazerni tanlash va doʻkoningiz uchun qoʻlda, avtomatlashtirilgan va QCW tizimlarini tanlashni - toʻliq oʻrganing.lazerli payvandlash mashinalaritoifasi yoki King's Laser Engineering bilan bog'laninginfo@kingslaser.comhaqiqiy materialingiz-baholash namunasi uchun.