Ташаккул ва инкишофи сӯрохиҳои калидӣ:
Таърифи сӯрохи калид: Вақте ки шуоъдиҳии радиатсионӣ аз 10 ^ 6W/см ^ 2 зиёд аст, сатҳи мавод дар зери таъсири лазер об мешавад ва бухор мешавад. Вақте ки суръати бухоршавӣ ба қадри кофӣ калон аст, фишори бозгашти буғи тавлидшуда барои бартараф кардани шиддати сатҳӣ ва ҷозибаи моеъи металли моеъ кофӣ аст ва бо ин васила як қисми металли моеъро иваз мекунад ва боиси ғарқ шудани ҳавзи гудохта дар минтақаи ангезиш ва ташаккули чоҳҳои хурд мегардад; Шуои нур мустақиман ба қаъри чоҳи хурд таъсир мерасонад ва боиси обшавии минбаъдаи металл ва газшавӣ мегардад. Буғи фишори баланд металли моеъро дар қаъри чоҳ маҷбур мекунад, ки ба сӯи канори ҳавзи гудохта ҷорӣ шавад ва сӯрохи хурдро боз ҳам амиқтар кунад. Ин раванд идома меёбад ва дар ниҳоят сӯрохи калидмонандро дар металли моеъ ташкил медиҳад. Вақте ки фишори буғи металл, ки аз ҷониби нури лазер дар сӯрохи хурд ба вуҷуд меояд, бо шиддати сатҳӣ ва ҷозибаи металли моеъ ба мувозинат мерасад, сӯрохи хурд дигар амиқтар намешавад ва сӯрохи хурди устувори амиқро ташкил медиҳад, ки онро "эффекти сӯрохи хурд" меноманд.
Ҳангоми ҳаракат кардани нури лазер нисбат ба қисми корӣ, сӯрохи хурд пеши каме каҷшудаи қафо ва дар қафо секунҷаи чаппашудаи ба таври возеҳ майлдоштаро нишон медиҳад. Канори пеши сӯрохи хурд минтақаи амали лазер буда, ҳарорати баланд ва фишори баланди буғ дорад, дар ҳоле ки ҳарорат дар канори қафо нисбатан паст аст ва фишори буғ ночиз аст. Дар зери ин фишор ва фарқияти ҳарорат, моеъи гудохта аз нӯги пеш ба нӯги қафо дар атрофи сӯрохи хурд ҷорист ва дар нӯги қафои сӯрохи хурд гирдоб ташкил медиҳад ва дар ниҳоят дар канори қафо сахт мешавад. Ҳолати динамикии сӯрохи калид, ки тавассути симулятсияи лазерӣ ва кафшери воқеӣ ба даст оварда шудааст, дар расми боло нишон дода шудааст: Морфологияи сӯрохиҳои хурд ва ҷараёни моеъи гудохташудаи атроф ҳангоми ҳаракат бо суръати гуногун.
Аз сабаби мавҷуд будани сӯрохиҳои хурд, энергияи нури лазер ба дохили мавод ворид шуда, ин дарзи кафшери амиқ ва тангро ташкил медиҳад. Морфологияи маъмулии буриши кафшери бо лазер воридшавии амиқ дар расми боло нишон дода шудааст. Чуқурии воридшавии дарзи кафшер ба умқи сӯрохи калид наздик аст (дақиқтараш, қабати металлографӣ нисбат ба сӯрохи калид 60-100 мкм амиқтар аст, як қабати моеъ камтар). Ҳар қадар зичии энергияи лазер баландтар бошад, ҳамон қадар сӯрохи хурд амиқтар мешавад ва умқи воридшавии дарзи кафшерӣ зиёдтар мешавад. Дар кафшери лазерии пуриқтидор, таносуби максималии умқ ба паҳнои дарзи кафшер метавонад ба 12:1 расад.
Таҳлили ҷаббиэнергияи лазерӣаз ҷониби сӯрохи калидӣ
Пеш аз пайдоиши сӯрохиҳои хурд ва плазма, энергияи лазер асосан тавассути гузариши гармӣ ба дохили қисмати корӣ интиқол дода мешавад. Раванди кафшер ба кафшери гузаронанда (бо чуқурии воридшавӣ камтар аз 0,5 мм) тааллуқ дорад ва суръати азхудкунии мавод аз ҷониби лазер дар байни 25-45% аст. Пас аз ташкил шудани сӯрохи калид, энергияи лазер асосан аз ҷониби дохили қисмати корӣ тавассути таъсири сӯрохи калидӣ ҷаббида мешавад ва раванди кафшер ба кафшери воридшавии амиқ (бо чуқурии воридшавӣ беш аз 0,5 мм) табдил меёбад ва суръати азхудкунӣ метавонад ба зиёда аз 60-90% расад.
Таъсири сӯрохи калидӣ дар беҳтар кардани ҷабби лазер ҳангоми коркард, ба монанди кафшери лазерӣ, буридан ва пармакунӣ, нақши бениҳоят муҳим мебозад. Нури лазере, ки ба сӯрохи калидӣ ворид мешавад, тавассути инъикосҳои сершумор аз девори сӯрохӣ қариб пурра ҷаббида мешавад.
Умуман боварӣ дорад, ки механизми азхудкунии энергияи лазер дар дохили сӯрохи калидӣ ду равандро дар бар мегирад: азхудкунии баръакс ва азхудкунии Френел.
Мувозинати фишор дар дохили сӯрохи калидӣ
Ҳангоми кафшери амиқи лазерӣ, мавод бухоршавии шадидро аз сар мегузаронад ва фишори васеъшавӣ, ки аз буғи баландҳарорат ба вуҷуд меояд, металли моеъро берун мекунад ва сӯрохиҳои хурдро ба вуҷуд меорад. Илова бар фишори буғ ва фишори аблятсионӣ (инчунин бо номи қувваи реаксияи бухоршавӣ ё фишори бозгашт маълум аст)-и мавод, инчунин шиддати сатҳӣ, фишори статикии моеъ, ки аз ҷониби қувваи ҷозиба ба вуҷуд меояд ва фишори динамикии моеъ, ки аз ҷараёни маводи гудохта дар дохили сӯрохи хурд ба вуҷуд меояд, мавҷуданд. Дар байни ин фишорҳо, танҳо фишори буғ кушодашавии сӯрохи хурдро нигоҳ медорад, дар ҳоле ки се қувваи дигар кӯшиш мекунанд, ки сӯрохи хурдро пӯшанд. Барои нигоҳ доштани устувории сӯрохи калидӣ ҳангоми раванди кафшер, фишори буғӣ бояд барои бартараф кардани муқовимати дигар ва ноил шудан ба мувозинат кофӣ бошад ва устувории дарозмуддати сӯрохи калидиро нигоҳ дорад. Барои соддагӣ, умуман боварӣ доранд, ки қувваҳои таъсиррасон ба девори сӯрохи калидӣ асосан фишори аблятсионӣ (фишори бозгашти буғи металлӣ) ва шиддати сатҳӣ мебошанд.
Ноустувории сӯрохи калидӣ
Замина: Лазер ба сатҳи маводҳо таъсир мерасонад ва боиси бухор шудани миқдори зиёди металл мегардад. Фишори бозгашт ба ҳавзи гудохта фишор меорад ва сӯрохиҳои калидӣ ва плазмаро ба вуҷуд меорад, ки боиси афзоиши чуқурии обшавӣ мегардад. Дар раванди ҳаракат, лазер ба девори пеши сӯрохи калидӣ бархӯрд мекунад ва мавқеъе, ки лазер бо мавод тамос мегирад, боиси бухоршавии шадиди мавод мегардад. Дар айни замон, девори сӯрохи калидӣ талафоти массаро аз сар мегузаронад ва бухоршавӣ фишори бозгаштро ба вуҷуд меорад, ки ба металли моеъ фишор меорад ва боиси тағйир ёфтани девори дарунии сӯрохи калидӣ ба поён ва ҳаракат дар атрофи поёни сӯрохи калидӣ ба сӯи қафои ҳавзи гудохта мегардад. Аз сабаби тағйирёбии ҳавзи гудохтаи моеъ аз девори пеш ба девори қафо, ҳаҷми дохили сӯрохи калидӣ доимо тағйир меёбад. Фишори дохилии сӯрохи калидӣ низ мутаносибан тағйир меёбад, ки боиси тағйир ёфтани ҳаҷми плазмаи пошидашуда мегардад. Тағйирёбии ҳаҷми плазма боиси тағйир ёфтани сипарӣ, шикастан ва азхудкунии энергияи лазер мегардад, ки дар натиҷа дар энергияи лазер, ки ба сатҳи мавод мерасад, тағйир меёбад. Тамоми раванд динамикӣ ва даврӣ буда, дар ниҳоят ба воридшавии металлӣ шакли дандоншакл ва мавҷнок оварда мерасонад ва кафшери воридшавии баробар вуҷуд надорад. Расми дар боло овардашуда намуди буриши маркази кафшер аст, ки бо буриши тӯлонӣ ба таври мувозӣ ба маркази кафшер ба даст оварда шудааст, инчунин ченкунии вақти воқеии тағирёбии чуқурии сӯрохи калид аз рӯи ...IPG-LDD ҳамчун далел.
Самти устувории сӯрохи калидро беҳтар кунед
Ҳангоми кафшери амиқи лазерӣ, устувории сӯрохи хурдро танҳо бо мувозинати динамикии фишорҳои гуногун дар дохили сӯрох таъмин кардан мумкин аст. Аммо, ҷабби энергияи лазер аз ҷониби девори сӯрох ва бухоршавии маводҳо, берун рафтани буғи металлӣ ба беруни сӯрохи хурд ва ҳаракати пеши сӯрохи хурд ва ҳавзи гудохта ҳама равандҳои хеле шадид ва босуръат мебошанд. Дар шароити муайяни равандҳо, дар лаҳзаҳои муайяни раванди кафшер, эҳтимоли вайрон шудани устувории сӯрохи хурд дар минтақаҳои маҳаллӣ вуҷуд дорад, ки боиси нуқсонҳои кафшер мегардад. Омилҳои маъмултарин ва маъмултарин нуқсонҳои сӯрохии хурди навъи сӯрох ва пошидани он мебошанд, ки аз фурӯпошии сӯрохи калид ба вуҷуд меоянд;
Пас, чӣ гуна сӯрохи калидро устувор кардан мумкин аст?
Тағйирёбии моеъи сӯрохи калидӣ нисбатан мураккаб аст ва омилҳои зиёдеро дар бар мегирад (майдони ҳарорат, майдони ҷараён, майдони қувва, физикаи оптоэлектронӣ), ки онҳоро метавон ба таври оддӣ ба ду категория ҷамъбаст кард: робитаи байни шиддати сатҳӣ ва фишори бозгашти буғи металлӣ; фишори бозгашти буғи металлӣ мустақиман ба пайдоиши сӯрохиҳои калидӣ таъсир мерасонад, ки бо умқ ва ҳаҷми сӯрохиҳои калидӣ зич алоқаманд аст. Дар айни замон, ҳамчун ягона моддаи ба боло ҳаракаткунандаи буғи металлӣ дар раванди кафшер, он инчунин бо пайдоиши пошидани об алоқамандии зич дорад; шиддати сатҳӣ ба ҷараёни ҳавзи гудохта таъсир мерасонад;
Пас, раванди устувори кафшери лазерӣ аз нигоҳ доштани градиенти тақсимоти шиддати сатҳӣ дар ҳавзи гудохта, бидуни тағйирёбии аз ҳад зиёд вобаста аст. Шиддати сатҳӣ бо тақсимоти ҳарорат ва тақсимоти ҳарорат бо манбаи гармӣ алоқаманд аст. Аз ин рӯ, манбаи гармии композитӣ ва кафшери гардишӣ самтҳои эҳтимолии техникӣ барои раванди устувори кафшер мебошанд;
Ҳаҷми буғи металлӣ ва сӯрохи калид бояд ба таъсири плазма ва андозаи сӯрохи калид диққат диҳад. Ҳар қадар сӯрохи калонтар бошад, сӯрохи калид ҳамон қадар калонтар аст ва ноустувории ночиз дар нуқтаи поёнии ҳавзи обшавӣ, ки ба ҳаҷми умумии сӯрохи калидӣ ва тағирёбии фишори дохилӣ таъсири нисбатан кам доранд; Аз ин рӯ, лазери танзимшавандаи ҳалқа (нуқтаи ҳалқавӣ), рекомбинатсияи камони лазерӣ, модуляцияи басомад ва ғайра ҳама самтҳое мебошанд, ки метавонанд васеъ карда шаванд.
Вақти нашр: 01 декабри соли 2023
