Дар муқоиса бо технологияи кафшери анъанавӣ,кафшери лазерйдакикии кафшер, самаранокй, эътимоднокй, автоматиконй ва дигар чихатхо афзалиятхои бемислу монанд дорад. Дар солњои охир он дар соњањои автомобилсозї, энергетика, электроника ва дигар соњањо босуръат рушд карда, яке аз ояндадортарин технологияњои истењсолии асри 21 ба њисоб меравад.
1. Баррасии дучандонкафшери лазерй
Дуборакафшери лазерйистифодаи усулҳои оптикӣ барои ҷудо кардани як лазер ба ду чӯбҳои алоҳидаи нур барои кафшер, ё истифодаи ду намуди лазерҳои гуногун барои якҷоя кардан, ба монанди лазери CO2, Nd: YAG лазерӣ ва лазери нимноқилҳои пурқувват аст. Ҳама метавонанд якҷоя карда шаванд. Пешнидод карда шуд, ки асосан барои дал кардани мутобикшавии кафшери лазерй ба дурустии васлшавй, бедтар намудани устувории процесси кафшер ва бедтар намудани сифати кафшер. Дуборакафшери лазерйметавонад майдони ҳарорати кафшерро тавассути тағир додани таносуби энергияи чӯб, фосилаи чӯб ва ҳатто шакли тақсимоти энергияи ду нури лазерӣ, тағир додани шакли мавҷудияти сӯрохи калидӣ ва шакли ҷараёни металли моеъ дар ҳавзи гудохта ба осонӣ ва фасеҳ танзим кунад. Интихоби васеи равандҳои кафшерро таъмин мекунад. Он на танхо бартарихои калон дорадкафшери лазерйворидшавӣ, суръати тез ва дақиқи баланд, аммо инчунин барои маводҳо ва пайвандҳое мувофиқ аст, ки бо усули анъанавӣ кафшер кардан душвор асткафшери лазерй.
Барои дукаратакафшери лазерй, мо аввал усулҳои татбиқи лазерии дукаратаро баррасӣ мекунем. Адабиёти ҳамаҷониба нишон медиҳад, ки ду роҳи асосии ба даст овардани кафшери дукарата вуҷуд дорад: фокуси интиқол ва тамаркузи инъикос. Махсусан, яке тавассути танзими кунҷ ва фосилаи ду лазер тавассути фокускунии оинаҳо ва оинаҳои коллиматсия ба даст оварда мешавад. Дигараш бо истифода аз манбаи лазерӣ ва сипас тамаркуз тавассути оинаҳои инъикоскунанда, оинаҳои интиқолдиҳанда ва оинаҳои кандашакл барои ноил шудан ба нурҳои дугона ба даст меояд. Барои усули якум, асосан се шакл вуҷуд дорад. Шакли аввал ин пайваст кардани ду лазер тавассути нахҳои оптикӣ ва тақсим кардани онҳо ба ду чӯбҳои гуногун дар зери як оинаи коллиматсия ва оинаи фокускунанда мебошад. Дуюм ин аст, ки ду лазер тавассути сарлавҳаҳои кафшерии мувофиқи худ нурҳои лазерӣ мебароранд ва чӯби дукарата тавассути танзими мавқеъи фазоии сари кафшер ба вуҷуд меояд. Усули сеюм ин аст, ки нури лазерӣ аввал тавассути ду оинаи 1 ва 2 тақсим карда мешавад ва сипас бо ду оинаи фокускунаки 3 ва 4 мутаносибан равона карда мешавад. Мавқеъ ва масофаи байни ду нуқтаи фокусиро тавассути танзими кунҷҳои ду оинаи фокускунанда 3 ва 4 танзим кардан мумкин аст. Усули дуюм ин аст, ки лазери ҳолати сахтро барои тақсим кардани нур барои ба даст овардани нурҳои дугона ва танзим кардани кунҷ ва фосила тавассути оинаи дурнамо ва оинаи фокускунанда. Дар ду расми охирин дар сатри аввал системаи спектроскопии лазери CO2 нишон дода шудааст. Оинаи ҳамвор бо оинаи кунҷӣ иваз карда мешавад ва дар назди оинаи фокускунанда ҷойгир карда мешавад, то нурро тақсим кунад, то нури параллели дугонаи чӯбро ба даст орад.
Пас аз фаҳмидани татбиқи чӯбҳои дукарата, биёед ба таври мухтасар принсипҳо ва усулҳои кафшерро муаррифӣ кунем. Дар ду-рахшонкафшери лазерйДар ин раванд, се сохтори умумии чӯб вуҷуд дорад, яъне ҷойгиркунии силсилавӣ, ҷойгиркунии параллелӣ ва ташкили гибридӣ. матоъ, яъне хам дар самти кафшер ва хам дар самти амудии кафшер масофа мавчуд аст. Тавре ки дар сатри охирини расм нишон дода шудааст, мувофиқи шаклҳои гуногуни сӯрохиҳои хурд ва ҳавзҳои гудохташуда, ки дар давоми ҷараёни кафшери пайдарпай дар фосилаҳои гуногун пайдо мешаванд, онҳоро минбаъд ба гудохтаҳои ягона тақсим кардан мумкин аст. Се ҳолат вуҷуд дорад: ҳавз, ҳавзи гудохтаи умумӣ ва ҳавзи гудохтаи ҷудо. Хусусиятҳои як ҳавзи гудохташуда ва ҳавзи гудохтаи ҷудошуда ба ҳавзи яккаса монандандкафшери лазерй, чунон ки дар диаграммаи моделиронии ададӣ нишон дода шудааст. Барои намудҳои гуногун эффектҳои гуногуни раванд вуҷуд доранд.
Навъи 1: Дар доираи фосилаи муайяни нуқта, ду қубури калидӣ дар як ҳавзи гудохта як сӯрохи калони умумиро ташкил медиҳанд; барои навъи 1 гузориш дода мешавад, ки як чӯби нур барои сохтани сӯрохи хурд истифода мешавад ва чӯби дигари нур барои коркарди гармии кафшер истифода мешавад, ки метавонад хосиятҳои сохтории пӯлоди карбон ва пӯлоди хӯлаи баландро самаранок беҳтар кунад.
Навъи 2: Фосилаи нуқтаҳоро дар як ҳавзи гудохта зиёд кунед, ду чӯбро ба ду сӯрохии мустақил ҷудо кунед ва шакли ҷараёни ҳавзи гудохташударо тағир диҳед; барои навъи 2, вазифаи он ба ду кафшери чӯби электронӣ баробар аст, Папаи кафшер ва кафшерҳои номунтазамро дар фокуси мувофиқ коҳиш медиҳад.
Навъи 3: Фосилаи нуқтаҳоро минбаъд зиёд кунед ва таносуби энергияи ду чӯбро тағир диҳед, то яке аз ду чӯбро ҳамчун манбаи гармӣ барои иҷрои коркарди пеш аз кафшер ё пас аз кафшер дар ҷараёни кафшер ва чӯби дигар истифода баред барои тавлиди сӯрохиҳои хурд истифода мешавад. Барои намуди 3, тадқиқот нишон дод, ки ду чӯб як сӯрохи калидро ташкил медиҳанд, сӯрохи хурд фурӯпошӣ осон нест ва кафшер барои истеҳсоли сӯрохиҳо осон нест.
2. Таъсири раванди кафшер ба сифати кафшер
Таъсири таносуби силсилаи нури энергия ба ташаккули дарзҳои кафшер
Вақте ки қувваи лазерӣ 2 кВт аст, суръати кафшер 45 мм/с, миқдори дефокус 0 мм ва фосилаи чӯб 3 мм аст, шакли сатҳи кафшер ҳангоми тағир додани RS (RS = 0,50, 0,67, 1,50, 2,00) чунин аст. дар расм нишон дода шудааст. Ҳангоми RS = 0,50 ва 2,00, кафшер ба андозаи бештар канда мешавад ва дар канори кафшер пошидани бештар вуҷуд дорад, бидуни ташаккул додани намунаҳои тарозуи моҳӣ. Сабаб дар он аст, ки вақте таносуби энергияи чӯб хеле хурд ё хеле калон аст, энергияи лазер аз ҳад зиёд мутамарказ мешавад, ки сӯрохи лазерӣ ҳангоми кафшер ҷиддан ҷиддитар ларзиш мешавад ва фишори бозгашти буғ боиси хориҷшавӣ ва пошидани маводи гудохта мешавад. металл дар ҳавзи гудохташуда; Воридоти аз ҳад зиёди гармӣ боиси умқи воридшавии ҳавзи гудохта дар тарафи хӯлаи алюминий хеле калон шуда, дар зери таъсири қувваи ҷозиба депрессия мегардад. Вақте ки RS = 0,67 ва 1,50 аст, намунаи тарозуи моҳӣ дар сатҳи кафшер яксон аст, шакли кафшер зеботар аст ва дар рӯи кафшер тарқишҳои гарми кафшер, сӯрохҳо ва дигар нуқсонҳои кафшерӣ ба назар намерасанд. Шаклҳои буришҳои кафшер бо таносуби гуногуни энергияи чӯби RS тавре ки дар расм нишон дода шудаанд. Қисмати кафшер дар шакли маъмулии "шашаи шароб" аст, ки ин нишон медиҳад, ки раванди кафшер дар реҷаи кафшери чуқурии лазерӣ анҷом дода мешавад. RS ба умқи воридшавии P2 аз кафшер дар тарафи хӯлаи алюминий таъсири муҳим дорад. Вақте ки таносуби энергияи чӯб RS=0,5 аст, P2 1203,2 микрон аст. Вақте ки таносуби энергияи чӯб RS=0,67 ва 1,5 аст, P2 хеле кам мешавад, ки мутаносибан 403,3 микрон ва 93,6 микрон мебошанд. Ҳангоме ки таносуби энергияи чӯб RS=2 аст, умқи воридшавии кафшери буриши муштарак 1151,6 микрон аст.
Таъсири таносуби параллелӣ-энергетикӣ ба ташаккули дарз кафшер
Вақте ки қувваи лазерӣ 2,8 кВт, суръати кафшер 33 мм / с, миқдори дефокус 0 мм ва фосилаи чӯб 1 мм аст, сатҳи кафшер тавассути тағир додани таносуби энергияи чӯб (RS = 0,25, 0,5, 0,67, 1,5) ба даст оварда мешавад. , 2, 4) Намуди зоҳирӣ дар расм нишон дода шудааст. Вақте ки RS = 2, намунаи миқёси моҳӣ дар рӯи кафшер нисбатан номунтазам аст. Сатҳи кафшере, ки аз ҷониби панҷ таносуби дигари энергияи чӯб ба даст оварда шудааст, хуб ташаккул ёфтааст ва камбудиҳои намоён ба монанди сӯрохиҳо ва пошидан вуҷуд надоранд. Аз ин рӯ, дар муқоиса бо силсилавии дугона-чӯброкафшери лазерй, сатҳи кафшер бо истифода аз дугона-чӯбҳои параллелӣ яксонтар ва зеботар аст. Ҳангоми RS=0,25 дар кафшер каме пастшавӣ ба амал меояд; ки таносуби энергияи шуо тадричан зиёд мешавад (RS=0,5, 0,67 ва 1,5), сатхи кафшер якранг буда, депрессия ба вучуд намеояд; аммо, ваќте ки таносуби энергияи шуоъ боз њам зиёд мешавад (RS=1,50, 2,00), вале дар сатњи кафшер депрессияњо ба амал меоянд. Вақте ки таносуби энергияи чӯб RS=0,25, 1,5 ва 2 аст, шакли буриши кафшер "шашаи шаробшакл" аст; вакте ки RS=0,50, 0,67 ва 1 бошад, шакли буриши кафшер «вонашакшакл» аст. Ҳангоми RS=4 дар поёни кафшер на танҳо тарқишҳо ба вуҷуд меоянд, балки дар қисмати мобайн ва поёнии кафшер баъзе сӯрохҳо низ ба вуҷуд меоянд. Ҳангоми RS=2, дар дохили кафшер сӯрохиҳои калони процессӣ пайдо мешаванд, аммо ҳеҷ гуна тарқишҳо ба вуҷуд намеоянд. Ҳангоми RS=0,5, 0,67 ва 1,5 умқи гузариши Р2 кафшер дар тарафи хӯлаи алюминий хурдтар буда, буриши кафшер хуб ташаккул ёфта, камбудиҳои ошкори кафшер ба вуҷуд намеояд. Инҳо нишон медиҳанд, ки таносуби энергияи чӯб ҳангоми кафшери лазерии дугонаи лазерӣ инчунин ба воридшавии кафшер ва нуқсонҳои кафшер таъсири муҳим дорад.
Нури параллелӣ - таъсири фосилаи чӯб ба ташаккули дарзҳои кафшер
Вақте ки қувваи лазерӣ 2,8 кВт, суръати кафшер 33 мм / с, миқдори дефокус 0 мм ва таносуби энергияи чӯб RS = 0,67 аст, фосилаи чӯбро (d = 0,5 мм, 1 мм, 1,5 мм, 2 мм) тағир диҳед, то ба даст оред. морфологияи сатҳи кафшер тавре ки дар расм нишон медиҳад. Вақте ки d = 0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, сатҳи кафшер ҳамвор ва ҳамвор аст ва шакли зебо аст; намунаи миқёси моҳии кафшер мунтазам ва зебо аст, ва ҳеҷ гуна сӯрохиҳо, тарқишҳо ва нуқсонҳои дигар ба назар намерасанд. Аз ин ру, дар чор шароити фосилаи шуоъ, сатхи кафшер хуб ташаккул меёбад. Гайр аз ин, хангоми d=2 мм ду кафшери гуногун ба вучуд меояд, ки ин нишон медихад, ки ду шуоъхои лазерии параллелй дигар ба хавзи гудохта таъсир намерасонанд ва кафшери гибридии лазерии дугонаи самарабахшро ташкил карда наметавонанд. Вақте ки фосилаи чӯб 0,5 мм аст, кафшер "функашакл" аст, чуқурии P2 аз кафшер дар тарафи хӯлаи алюминий 712,9 микрон аст ва дар дохили кафшер ягон тарқиш, сурохиҳо ва дигар нуқсонҳо вуҷуд надоранд. Бо афзоиши фосилаи чӯб, умқи воридшавии P2 аз кафшер дар тарафи хӯлаи алюминий хеле кам мешавад. Вақте ки фосилаи чӯб 1 мм аст, чуқурии воридшавии кафшер дар тарафи хӯлаи алюминий ҳамагӣ 94,2 микрон аст. Бо зиёд шудани фосилаи чӯб, кафшер воридшавии муассирро дар тарафи хӯлаи алюминий ташкил намекунад. Аз ин рӯ, вақте ки фосилаи чӯб 0,5 мм аст, таъсири рекомбинатсияи дукарата беҳтарин аст. Бо зиёд шудани фосилаи чӯб, вуруди гармии кафшер якбора кам мешавад ва таъсири рекомбинатсияи лазерии ду чӯбро тадриҷан бадтар мешавад.
Тафовут дар морфологияи кафшер аз сабаби ҷараёни гуногун ва сардшавии сахтшавии ҳавзи гудохта дар ҷараёни кафшер ба вуҷуд омадааст. Усули симулятсияи ададӣ метавонад на танҳо таҳлили фишори ҳавзи гудохтаро осонтар кунад, балки арзиши таҷрибавиро кам кунад. Тасвири зер тағиротро дар ҳавзи обшавии паҳлӯ бо як чӯб, сохторҳои гуногун ва фосилаи нуқта нишон медиҳад. Хулосаҳои асосӣ инҳоро дар бар мегиранд: (1) Дар давоми як чӯброкафшери лазерйраванд, умқи сӯрохи ҳавзи гудохта амиқтарин аст, як падидаи фурӯпошии сӯрохи вуҷуд дорад, девори сӯрохи номунтазам аст, ва тақсимоти майдони ҷараёни дар назди девори сӯрохи нобаробар аст; дар наздикии сатњи паси њавзи гудохта љараён пурқувват аст ва дар поёни њавзи гудохта љараён ба боло боло меравад; тақсимоти майдони ҷараёни ҳавзи гудохтаи рӯизаминӣ нисбатан яксон ва суст аст ва паҳнои ҳавзи гудохта дар самти чуқурӣ нобаробар аст. Дар натиҷаи фишори бозгашти девор дар ҳавзи гудохта байни сӯрохиҳои хурд дар чӯби дукарата халалдор мешавад.кафшери лазерй, ва он ҳамеша дар баробари самти чуқурии сӯрохиҳои хурд вуҷуд дорад. Баробари зиёд шудани масофаи байни ду шуоъ зичии энергияи шуо тадричан аз як кулла ба холати дучанд мегузарад. Дар байни ду қулла арзиши ҳадди ақал вуҷуд дорад ва зичии энергия тадриҷан коҳиш меёбад. (2) Барои дукаратакафшери лазерй, вақте ки фосилаи нуқта 0-0,5 мм аст, умқи сӯрохиҳои хурди ҳавзи гудохта каме коҳиш меёбад ва рафтори умумии ҷараёни ҳавзи гудохта ба рафтори як чӯбро монанд мекунад.кафшери лазерй; вақте ки фосилаи нуқтаҳо аз 1 мм болотар аст, сӯрохиҳои хурд комилан ҷудо мешаванд ва дар ҷараёни кафшер байни ду лазер тақрибан ҳеҷ гуна таъсире вуҷуд надорад, ки ба ду кафшери пай дар пай/ду параллели лазерии як чӯб бо қудрати 1750 Вт баробар аст. Таъсири пешакии гармкунӣ тақрибан вуҷуд надорад ва рафтори ҷараёни ҳавзи гудохта ба кафшери лазерии як чӯб монанд аст. (3) Вақте ки фосилаи нуқта 0,5-1 мм аст, сатҳи девори сӯрохиҳои хурд дар ду тартибот ҳамвортар аст, умқи сӯрохиҳои хурд тадриҷан коҳиш меёбад ва поёни он тадриҷан ҷудо мешавад. Фарқияти байни сӯрохиҳои хурд ва ҷараёни ҳавзи гудохтаи рӯизаминӣ 0,8 мм аст. Қавитарин. Барои кафшери пайдарпай, дарозии ҳавзи гудохта тадриҷан меафзояд, паҳнои калонтарин аст, вақте ки фосилаи нуқта 0,8 мм аст, ва таъсири пеш аз гармкунӣ ҳангоми фосилаи 0,8 мм равшантар аст. Таъсири кувваи марангонй тадричан суст шуда, ба ду тарафи хавзи гудохта моеъи металлй бештар чорй мешавад. Тақсимоти паҳнои обро якрангтар созед. Барои кафшери мувозӣ, паҳнои ҳавзи гудохта тадриҷан меафзояд ва дарозии ҳадди аксар дар 0,8 мм аст, аммо ҳеҷ гуна таъсири гармкунӣ вуҷуд надорад; ҷараён дар наздикии сатҳ, ки аз қувваи Марангонӣ ба вуҷуд омадааст, ҳамеша вуҷуд дорад ва ҷараён ба поён дар поёни сӯрохи хурд тадриҷан нест мешавад; майдони ҷараёни буриш он қадар хуб нест, Он дар силсила қавӣ аст, халалдоршавӣ ба ҷараёни ҳарду тарафи ҳавзи гудохта базӯр таъсир намерасонад ва паҳнои гудохта нобаробар тақсим карда мешавад.
Вақти интишор: октябр-12-2023
