વિવિધ કોર વ્યાસ સાથે લેસરોની વેલ્ડીંગ અસરોની સરખામણી

લેસર વેલ્ડીંગસતત અથવા સ્પંદિત લેસર બીમનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ના સિદ્ધાંતોલેસર વેલ્ડીંગગરમી વહન વેલ્ડીંગ અને લેસર ડીપ પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. જ્યારે પાવર ડેન્સિટી 104~105 W/cm2 કરતાં ઓછી હોય, ત્યારે તે ગરમી વહન વેલ્ડીંગ છે. આ સમયે, ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ છીછરી છે અને વેલ્ડીંગ ઝડપ ધીમી છે; જ્યારે પાવર ડેન્સિટી 105~107 W/cm2 કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે ધાતુની સપાટી ગરમીને કારણે "છિદ્રો" માં અંતર્મુખ થઈ જાય છે, જે ઊંડા ઘૂંસપેંઠ વેલ્ડીંગ બનાવે છે, જેમાં તે ઝડપી વેલ્ડીંગ ઝડપ અને મોટા પાસા રેશિયોની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. થર્મલ વહનનો સિદ્ધાંતલેસર વેલ્ડીંગછે: લેસર રેડિયેશન પ્રક્રિયા કરવા માટે સપાટીને ગરમ કરે છે, અને સપાટીની ગરમી થર્મલ વહન દ્વારા અંદરના ભાગમાં ફેલાય છે. લેસર પલ્સ પહોળાઈ, ઉર્જા, પીક પાવર અને પુનરાવર્તન આવર્તન જેવા લેસર પરિમાણોને નિયંત્રિત કરીને, વર્કપીસને ચોક્કસ પીગળેલા પૂલ બનાવવા માટે ઓગળવામાં આવે છે.

લેસર ડીપ પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગ સામાન્ય રીતે સામગ્રીના જોડાણને પૂર્ણ કરવા માટે સતત લેસર બીમનો ઉપયોગ કરે છે. તેની ધાતુશાસ્ત્રીય ભૌતિક પ્રક્રિયા ઇલેક્ટ્રોન બીમ વેલ્ડીંગ જેવી જ છે, એટલે કે, "કી-હોલ" સ્ટ્રક્ચર દ્વારા ઊર્જા રૂપાંતરણ પદ્ધતિ પૂર્ણ થાય છે.

પૂરતી ઊંચી શક્તિ ઘનતા સાથે લેસર ઇરેડિયેશન હેઠળ, સામગ્રી બાષ્પીભવન થાય છે અને નાના છિદ્રો રચાય છે. વરાળથી ભરેલું આ નાનું છિદ્ર કાળા શરીર જેવું છે, જે ઘટના બીમની લગભગ તમામ ઊર્જાને શોષી લે છે. છિદ્રમાં સંતુલન તાપમાન લગભગ 2500 સુધી પહોંચે છે°C. ઉચ્ચ-તાપમાનના છિદ્રની બહારની દિવાલમાંથી ગરમીનું સ્થાનાંતરણ થાય છે, જેના કારણે છિદ્રની આસપાસની ધાતુ ઓગળે છે. નાનું છિદ્ર બીમના ઇરેડિયેશન હેઠળ દિવાલ સામગ્રીના સતત બાષ્પીભવન દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઉચ્ચ-તાપમાન વરાળથી ભરેલું છે. નાના છિદ્રની દિવાલો પીગળેલી ધાતુથી ઘેરાયેલી હોય છે, અને પ્રવાહી ધાતુ નક્કર પદાર્થોથી ઘેરાયેલી હોય છે (મોટાભાગની પરંપરાગત વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓ અને લેસર વહન વેલ્ડીંગમાં, ઊર્જા પ્રથમ વર્કપીસની સપાટી પર જમા થાય છે અને પછી ટ્રાન્સફર દ્વારા આંતરિક ભાગમાં વહન કરવામાં આવે છે. ). છિદ્રની દીવાલની બહાર પ્રવાહીનો પ્રવાહ અને દિવાલના સ્તરનું સપાટીનું તાણ છિદ્રના પોલાણમાં સતત ઉત્પન્ન થતા વરાળના દબાણ સાથે તબક્કામાં હોય છે અને ગતિશીલ સંતુલન જાળવી રાખે છે. પ્રકાશ બીમ સતત નાના છિદ્રમાં પ્રવેશે છે, અને નાના છિદ્રની બહારની સામગ્રી સતત વહેતી રહે છે. જેમ જેમ પ્રકાશ બીમ ફરે છે તેમ, નાનો છિદ્ર હંમેશા પ્રવાહની સ્થિર સ્થિતિમાં હોય છે.

કહેવાનો અર્થ એ છે કે, છિદ્રની દિવાલની આસપાસનું નાનું છિદ્ર અને પીગળેલી ધાતુ પાયલોટ બીમની આગળની ગતિ સાથે આગળ વધે છે. પીગળેલી ધાતુ નાના છિદ્રને દૂર કર્યા પછી બાકી રહેલ ગેપને ભરે છે અને તે મુજબ ઘટ્ટ થાય છે, અને વેલ્ડ રચાય છે. આ બધું એટલી ઝડપથી થાય છે કે વેલ્ડીંગની ઝડપ સરળતાથી કેટલાક મીટર પ્રતિ મિનિટ સુધી પહોંચી શકે છે.

પાવર ડેન્સિટી, થર્મલ વાહકતા વેલ્ડીંગ અને ડીપ પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગની મૂળભૂત વિભાવનાઓને સમજ્યા પછી, અમે આગળ પાવર ડેન્સિટી અને વિવિધ કોર ડાયામીટરના મેટાલોગ્રાફિક તબક્કાઓનું તુલનાત્મક વિશ્લેષણ કરીશું.

બજારમાં સામાન્ય લેસર કોર વ્યાસ પર આધારિત વેલ્ડીંગ પ્રયોગોની સરખામણી:

વિવિધ કોર વ્યાસવાળા લેસરોની ફોકલ સ્પોટ પોઝિશનની પાવર ડેન્સિટી

પાવર ડેન્સિટીના પરિપ્રેક્ષ્યમાં, સમાન શક્તિ હેઠળ, કોર વ્યાસ જેટલો નાનો, લેસરની તેજ જેટલી વધારે અને ઊર્જા વધુ કેન્દ્રિત. જો લેસરને તીક્ષ્ણ છરી સાથે સરખાવવામાં આવે, તો કોર વ્યાસ જેટલો નાનો હશે, લેસર તેટલો જ તીક્ષ્ણ હશે. 14um કોર ડાયામીટર લેસરની પાવર ડેન્સિટી 100um કોર ડાયામીટર લેસર કરતા 50 ગણી વધારે છે અને પ્રોસેસિંગ ક્ષમતા વધુ મજબૂત છે. તે જ સમયે, અહીં ગણતરી કરેલ પાવર ઘનતા માત્ર એક સરળ સરેરાશ ઘનતા છે. વાસ્તવિક ઉર્જા વિતરણ એ અંદાજિત ગૌસિયન વિતરણ છે, અને કેન્દ્રીય ઉર્જા સરેરાશ પાવર ઘનતા કરતા અનેકગણી હશે.

વિવિધ કોર વ્યાસ સાથે લેસર ઊર્જા વિતરણનું યોજનાકીય રેખાકૃતિ

ઊર્જા વિતરણ રેખાકૃતિનો રંગ ઊર્જા વિતરણ છે. રંગ જેટલો લાલ, તેટલી વધારે ઊર્જા. લાલ ઉર્જા એ એવી જગ્યા છે જ્યાં ઊર્જા કેન્દ્રિત છે. વિવિધ કોર વ્યાસવાળા લેસર બીમના લેસર ઊર્જા વિતરણ દ્વારા, તે જોઈ શકાય છે કે લેસર બીમનો આગળનો ભાગ તીક્ષ્ણ નથી અને લેસર બીમ તીક્ષ્ણ છે. એક બિંદુ પર ઊર્જા જેટલી નાની, વધુ કેન્દ્રિત છે, તેટલી તીક્ષ્ણ છે અને તેની ઘૂસી જવાની ક્ષમતા વધુ મજબૂત છે.

વિવિધ કોર વ્યાસ સાથે લેસરોની વેલ્ડીંગ અસરોની સરખામણી

વિવિધ કોર વ્યાસ સાથે લેસરોની સરખામણી:

(1) પ્રયોગ 150mm/s ની ઝડપનો ઉપયોગ કરે છે, ફોકસ પોઝિશન વેલ્ડીંગ, અને સામગ્રી 1 શ્રેણી એલ્યુમિનિયમ, 2mm જાડા છે;

(2) કોર વ્યાસ જેટલો મોટો, ગલન પહોળાઈ જેટલી મોટી, ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોન જેટલો મોટો અને એકમ પાવર ઘનતા જેટલી નાની. જ્યારે કોરનો વ્યાસ 200um કરતાં વધી જાય, ત્યારે એલ્યુમિનિયમ અને કોપર જેવા ઉચ્ચ-પ્રતિક્રિયાવાળા એલોય પર ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ હાંસલ કરવી સરળ નથી, અને ઉચ્ચ ડીપ પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગ માત્ર ઉચ્ચ શક્તિથી જ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે;

(3) સ્મોલ-કોર લેસરોમાં ઉચ્ચ શક્તિની ઘનતા હોય છે અને તે ઉચ્ચ ઉર્જા અને નાના ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોનવાળી સામગ્રીની સપાટી પર કીહોલ્સને ઝડપથી પંચ કરી શકે છે. જો કે, તે જ સમયે, વેલ્ડની સપાટી ખરબચડી હોય છે, અને લો-સ્પીડ વેલ્ડીંગ દરમિયાન કીહોલ તૂટી જવાની સંભાવના વધારે હોય છે, અને વેલ્ડીંગ ચક્ર દરમિયાન કીહોલ બંધ હોય છે. ચક્ર લાંબુ છે, અને ખામીઓ અને છિદ્રો જેવી ખામીઓ થવાની સંભાવના છે. તે સ્વિંગ ટ્રેજેક્ટરી સાથે હાઇ-સ્પીડ પ્રોસેસિંગ અથવા પ્રોસેસિંગ માટે યોગ્ય છે;

(4) મોટા કોર ડાયામીટર લેસરોમાં મોટા પ્રકાશ સ્થળો અને વધુ વિખરાયેલી ઊર્જા હોય છે, જે તેમને લેસર સપાટી રિમેલ્ટિંગ, ક્લેડીંગ, એનેલીંગ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ માટે વધુ યોગ્ય બનાવે છે.