Тӯфони лазерӣ – Тағйироти ояндаи технологӣ дар технологияи лазерии душӯб 2

1. Намунаҳои татбиқ

1) Тахтаи васлкунӣ

Дар солҳои 1960-ум, ширкати Toyota Motor бори аввал технологияи кафшери фармоиширо қабул кард. Он тавассути кафшер кардани ду ё зиёда варақҳо ба ҳам пайваст карда мешавад ва сипас ба онҳо мӯҳр мезанад. Ин варақҳо метавонанд ғафсӣ, мавод ва хосиятҳои гуногун дошта бошанд. Аз сабаби талаботи афзоянда барои самаранокии автомобилҳо ва вазифаҳо, ба монанди сарфаи энергия, ҳифзи муҳити зист, бехатарии ронандагӣ ва ғайра, технологияи кафшери фармоишӣ таваҷҷӯҳи бештар ва бештарро ҷалб кардааст. Кафшери табақ метавонад кафшери нуқтаӣ, кафшери фаврӣ ва ғайраро истифода барад.кафшери лазерӣ, кафшери камони гидрогенӣ ва ғайра. Дар айни замон,кафшери лазерӣасосан дар таҳқиқот ва истеҳсоли бланкаҳои кафшершудаи фармоишӣ дар хориҷа истифода мешавад.

Бо муқоисаи натиҷаҳои санҷиш ва ҳисобкунӣ, натиҷаҳо бо ҳам мувофиқат мекунанд ва дурустии модели манбаи гармиро тасдиқ мекунанд. Паҳнои дарзи кафшер дар зери параметрҳои гуногуни раванд ҳисоб карда шуд ва тадриҷан оптимизатсия карда шуд. Дар ниҳоят, таносуби энергияи шуоъ 2:1 қабул карда шуд, шуоъҳои дугона ба таври мувозӣ ҷойгир карда шуданд, шуоъи калони энергетикӣ дар маркази дарзи кафшер ва шуоъи хурди энергетикӣ дар табақи ғафс ҷойгир карда шуданд. Он метавонад паҳнои кафшерро самаранок кам кунад. Вақте ки ду шуоъ аз якдигар 45 дараҷа дуранд. Ҳангоми ҷойгиркунӣ, шуоъ мутаносибан ба табақи ғафс ва табақи тунук таъсир мерасонад. Аз сабаби кам шудани диаметри самараноки шуоъи гармидиҳӣ, паҳнои кафшер низ кам мешавад.

2) Металлҳои гуногуни пӯлоди алюминий

Таҳқиқоти ҷорӣ хулосаҳои зеринро ба даст меорад: (1) Бо афзоиши таносуби энергияи шуоъ, ғафсии пайвастагии байниметаллӣ дар минтақаи якхелаи сатҳи кафшер/хӯлаи алюминий тадриҷан кам мешавад ва тақсимот мунтазамтар мешавад. Вақте ки RS=2 аст, ғафсии қабати байниметаллии IMC аз 5-10 микрон аст. Дарозии максималии IMC-и озоди "сӯзанмонанд" аз 23 микрон аст. Вақте ки RS=0.67 аст, ғафсии қабати байниметаллии IMC аз 5 микрон камтар аст ва дарозии максималии IMC-и озоди "сӯзанмонанд" 5.6 микрон аст. Ғафсии пайвастагии байниметаллӣ ба таври назаррас коҳиш меёбад.

(2)Вақте ки лазери душуъбаи параллелӣ барои кафшер истифода мешавад, IMC дар сатҳи кафшер/хӯлаи алюминий номунтазамтар аст. Ғафсии қабати IMC дар сатҳи кафшер/хӯлаи алюминий дар наздикии сатҳи пайванди пӯлод/хӯлаи алюминий ғафстар буда, ғафсии максималии он 23,7 микрон аст. . Ҳангоми афзоиши таносуби энергияи шуоъ, вақте ки RS=1.50 аст, ғафсии қабати IMC дар сатҳи кафшер/хӯлаи алюминий ҳанӯз ҳам аз ғафсии пайвастагии байниметаллӣ дар ҳамон минтақаи сатҳи душуъбаи силсилавӣ зиёдтар аст.

3. Пайванди шакли Т-шакл аз хӯлаи алюминий-литий

Дар мавриди хосиятҳои механикии пайвандҳои кафшери лазерии хӯлаи алюминийи 2A97, муҳаққиқон сахтии микро, хосиятҳои кашиш ва хосиятҳои хастагиро омӯхтанд. Натиҷаҳои санҷиш нишон медиҳанд, ки: минтақаи кафшери пайванди кафшери лазерии хӯлаи алюминийи 2A97-T3/T4 хеле нарм шудааст. Коэффисиент тақрибан 0,6 аст, ки асосан бо обшавӣ ва душвории минбаъдаи боришоти марҳилаи мустаҳкамкунӣ алоқаманд аст; коэффисиенти мустаҳкамии пайванди хӯлаи алюминийи 2A97-T4, ки бо лазери нахи IPGYLR-6000 кафшер карда шудааст, метавонад ба 0,8 расад, аммо пластикӣ паст аст, дар ҳоле ки нахи IPGYLS-4000...кафшери лазерӣКоэффисиенти мустаҳкамии пайвандҳои бо лазер кафшершуда аз хӯлаи алюминийи 2A97-T3 тақрибан 0,6 аст; нуқсонҳои сӯрохиҳо манбаи тарқишҳои хастагӣ дар пайвандҳои кафшершуда аз хӯлаи алюминийи 2A97-T3 мебошанд.

Дар ҳолати синхронӣ, мувофиқи морфологияҳои гуногуни кристаллӣ, FZ асосан аз кристаллҳои сутунӣ ва кристаллҳои баробармеҳвар иборат аст. Кристаллҳои сутунӣ самти афзоиши эпитаксиалии EQZ доранд ва самтҳои афзоиши онҳо ба хати омезиш амудӣ мебошанд. Ин аз он сабаб аст, ки сатҳи донаҳои EQZ зарраи ядрошавии тайёр аст ва паҳншавии гармӣ дар ин самт зудтарин аст. Аз ин рӯ, меҳвари кристаллографии ибтидоии хати амудии омезиш афзалиятнок афзоиш меёбад ва паҳлӯҳо маҳдуданд. Ҳангоме ки кристаллҳои сутунӣ ба самти маркази кафшер афзоиш меёбанд, морфологияи сохторӣ тағйир меёбад ва дендритҳои сутунӣ ба вуҷуд меоянд. Дар маркази кафшер ҳарорати ҳавзи гудохта баланд аст, суръати паҳншавии гармӣ дар ҳама самтҳо якхела аст ва доначаҳо дар ҳама самтҳо баробармеҳвар афзоиш ёфта, дендритҳои баробармеҳварро ташкил медиҳанд. Вақте ки меҳвари кристаллографии ибтидоии дендритҳои баробармеҳвар маҳз ба сатҳи намуна тангенсӣ аст, дар марҳилаи металлографӣ донаҳои намоёни гулмонандро мушоҳида кардан мумкин аст. Илова бар ин, бо таъсири аз ҳад зиёд хунук шудани ҷузъҳои маҳаллӣ дар минтақаи кафшер, тасмаҳои баробармаҳсули майдадона одатан дар минтақаи дарзҳои кафшершудаи пайванди шакли синхронии T пайдо мешаванд ва морфологияи дона дар тасмаи баробармаҳсули майдадона аз морфологияи доначаҳои EQZ фарқ мекунад. Намуди зоҳирии якхела. Азбаски раванди гармкунии ҳолати гетерогении TSTB-LW аз раванди синхронии TSTB-LW фарқ мекунад, дар морфологияи макроморфология ва микросохтор фарқиятҳои возеҳ вуҷуд доранд. Пайванди шакли T-и шакли гетерогении TSTB-LW ду давраи гармиро аз сар гузаронидааст, ки хусусиятҳои ҳавзи гудохтаи дукаратаро нишон медиҳанд. Дар дохили кафшер хати дуюмдараҷаи возеҳи омезиш мавҷуд аст ва ҳавзи гудохтае, ки бо кафшери гармигузаронӣ ба вуҷуд омадааст, хурд аст. Дар раванди гетерогении TSTB-LW, кафшери воридшавии амиқ аз раванди гармкунии кафшери гармигузаронӣ таъсир мегирад. Дендритҳои сутунӣ ва дендритҳои баробармеҳвар, ки ба хати дуюмдараҷаи омезиш наздиканд, сарҳадҳои камтари зердона доранд ва ба кристаллҳои сутунӣ ё ҳуҷайравӣ табдил меёбанд, ки ин нишон медиҳад, ки раванди гармкунии кафшери гармигузаронӣ ба кафшерҳои амиқ таъсири коркарди гармӣ дорад. Ва андозаи доначаҳои дендритҳо дар маркази кафшери гармигузаронӣ 2-5 микрон аст, ки аз андозаи доначаҳои дендритҳо дар маркази кафшери амиқ (5-10 микрон) хеле хурдтар аст. Ин асосан бо гармшавии максималии кафшерҳо дар ҳарду тараф алоқаманд аст. Ҳарорат бо суръати хунуккунии минбаъда алоқаманд аст.

3) Принсипи кафшери рӯйпӯши хокаи лазерии душона

4)Қувваи баланди пайванди кафшерӣ

Дар таҷрибаи кафшери хокаи душонаи лазерӣ, азбаски душонаи лазерӣ дар ҳарду тарафи сими пул паҳлӯ ба паҳлӯ ҷойгир шудаанд, масофаи лазер ва субстрат нисбат ба кафшери хокаи якшонаи лазерӣ васеътар аст ва пайвандҳои кафшери ҳосилшуда ба сими пул амудӣ мебошанд. Самти сим нисбатан дароз аст. Расми 3.6 пайвандҳои кафшерро нишон медиҳад, ки тавассути кафшери хокаи якшонаи лазерӣ ва душонаи лазерӣ ба даст оварда шудаанд. Дар раванди кафшер, хоҳ он душонаи...кафшери лазерӣусул ё як нуркафшери лазерӣБо истифода аз ин усул, ҳавзи гудохтаи муайян дар маводи асосӣ тавассути гузариши гармӣ ба вуҷуд меояд. Бо ин роҳ, маводи асосии гудохташуда дар ҳавзи гудохташуда метавонад бо хокаи хӯлаи худҷӯшкунандаи гудохта пайванди металлургӣ ба вуҷуд орад ва бо ин васила кафшерро ба даст орад. Ҳангоми истифодаи лазери душӯб барои кафшер, таъсири мутақобилаи байни нури лазер ва маводи асосӣ таъсири мутақобилаи байни минтақаҳои амали ду нури лазерӣ, яъне таъсири мутақобилаи байни ду ҳавзи гудохташуда, ки аз ҷониби лазер дар мавод ба вуҷуд омадаанд, мебошад. Бо ин роҳ, омезиши нави ҳосилшуда нисбат ба майдони якшӯбӣ калонтар аст.кафшери лазерӣ, бинобар ин пайвандҳои кафшерӣ, ки бо истифода аз ду нур ба даст оварда шудаандкафшери лазерӣаз нури якранг қавитарандкафшери лазерӣ.

2. Қобилияти баланди кафшер ва такрорпазирӣ

Дар як шуоъкафшери лазерӣдар таҷриба, азбаски маркази нуқтаи фокусшудаи лазер мустақиман ба сими микропул таъсир мерасонад, сими пул талаботи хеле баланд дорадкафшери лазерӣпараметрҳои раванд, ба монанди тақсимоти нобаробари зичии энергияи лазер ва ғафсии нобаробари хокаи хӯла. Ин боиси шикастани сим ҳангоми раванди кафшер ва ҳатто мустақиман бухор шудани сими пул мегардад. Дар усули кафшери лазерии душӯб, азбаски марказҳои нуқтаи мутамаркази ду нури лазер мустақиман ба симҳои микропул таъсир намерасонанд, талаботи қатъӣ барои параметрҳои раванди кафшери лазерии симҳои пул кам карда мешаванд ва қобилияти кафшер ва такрорпазирӣ хеле беҳтар карда мешаванд.


Вақти нашр: 17 октябри соли 2023