વિવિધ કોર વ્યાસવાળા લેસરોના વેલ્ડીંગ પ્રભાવોની સરખામણી

લેસર વેલ્ડીંગસતત અથવા સ્પંદનીય લેસર બીમનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ના સિદ્ધાંતોલેસર વેલ્ડીંગગરમી વાહકતા વેલ્ડીંગ અને લેસર ડીપ પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. જ્યારે પાવર ડેન્સિટી 104~105 W/cm2 કરતા ઓછી હોય છે, ત્યારે તે ગરમી વાહકતા વેલ્ડીંગ છે. આ સમયે, ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ છીછરી હોય છે અને વેલ્ડીંગ ગતિ ધીમી હોય છે; જ્યારે પાવર ડેન્સિટી 105~107 W/cm2 કરતા વધારે હોય છે, ત્યારે ગરમીને કારણે ધાતુની સપાટી અંતર્મુખ "છિદ્રો" માં ફેરવાઈ જાય છે, જે ઊંડા પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગ બનાવે છે, જેમાં ઝડપી વેલ્ડીંગ ગતિ અને મોટા પાસા ગુણોત્તરની લાક્ષણિકતાઓ છે. થર્મલ વાહકતાનો સિદ્ધાંતલેસર વેલ્ડીંગછે: લેસર રેડિયેશન પ્રક્રિયા કરવા માટેની સપાટીને ગરમ કરે છે, અને સપાટીની ગરમી થર્મલ વાહકતા દ્વારા આંતરિક ભાગમાં ફેલાય છે. લેસર પલ્સ પહોળાઈ, ઊર્જા, પીક પાવર અને પુનરાવર્તન આવર્તન જેવા લેસર પરિમાણોને નિયંત્રિત કરીને, વર્કપીસને ઓગાળીને ચોક્કસ પીગળેલા પૂલ બનાવવામાં આવે છે.

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

ઊંચી શક્તિ ઘનતાવાળા લેસર ઇરેડિયેશન હેઠળ, સામગ્રી બાષ્પીભવન થાય છે અને નાના છિદ્રો બને છે. વરાળથી ભરેલું આ નાનું છિદ્ર કાળા શરીર જેવું હોય છે, જે ઘટના બીમની લગભગ બધી ઊર્જા શોષી લે છે. છિદ્રમાં સંતુલન તાપમાન લગભગ 2500 સુધી પહોંચે છે.°C. ઉચ્ચ-તાપમાનવાળા છિદ્રની બાહ્ય દિવાલમાંથી ગરમીનું સ્થાનાંતરણ થાય છે, જેના કારણે છિદ્રની આસપાસની ધાતુ ઓગળી જાય છે. નાના છિદ્રમાં બીમના ઇરેડિયેશન હેઠળ દિવાલ સામગ્રીના સતત બાષ્પીભવન દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ઉચ્ચ-તાપમાન વરાળ ભરેલી હોય છે. નાના છિદ્રની દિવાલો પીગળેલી ધાતુથી ઘેરાયેલી હોય છે, અને પ્રવાહી ધાતુ ઘન પદાર્થોથી ઘેરાયેલી હોય છે (મોટાભાગની પરંપરાગત વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓ અને લેસર વહન વેલ્ડીંગમાં, ઊર્જા પહેલા વર્કપીસની સપાટી પર જમા થાય છે અને પછી ટ્રાન્સફર દ્વારા આંતરિક ભાગમાં પરિવહન થાય છે). છિદ્રની દિવાલની બહાર પ્રવાહી પ્રવાહ અને દિવાલ સ્તરની સપાટી તણાવ છિદ્ર પોલાણમાં સતત ઉત્પન્ન થતા વરાળ દબાણ સાથે તબક્કામાં હોય છે અને ગતિશીલ સંતુલન જાળવી રાખે છે. પ્રકાશ કિરણ સતત નાના છિદ્રમાં પ્રવેશ કરે છે, અને નાના છિદ્રની બહારની સામગ્રી સતત વહેતી રહે છે. જેમ જેમ પ્રકાશ કિરણ ફરે છે, તેમ તેમ નાનું છિદ્ર હંમેશા સ્થિર પ્રવાહની સ્થિતિમાં રહે છે.

એટલે કે, નાનું છિદ્ર અને છિદ્રની દિવાલની આસપાસનો પીગળેલો ધાતુ પાયલોટ બીમની આગળની ગતિ સાથે આગળ વધે છે. પીગળેલી ધાતુ નાના છિદ્રને દૂર કર્યા પછી બાકી રહેલા ખાલી જગ્યાને ભરે છે અને તે મુજબ ઘનીકરણ કરે છે, અને વેલ્ડ બને છે. આ બધું એટલું ઝડપથી થાય છે કે વેલ્ડીંગની ગતિ સરળતાથી પ્રતિ મિનિટ કેટલાક મીટર સુધી પહોંચી શકે છે.

પાવર ડેન્સિટી, થર્મલ વાહકતા વેલ્ડીંગ અને ડીપ પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગના મૂળભૂત ખ્યાલોને સમજ્યા પછી, આપણે આગળ વિવિધ કોર વ્યાસના પાવર ડેન્સિટી અને મેટલોગ્રાફિક તબક્કાઓનું તુલનાત્મક વિશ્લેષણ કરીશું.

બજારમાં સામાન્ય લેસર કોર વ્યાસના આધારે વેલ્ડીંગ પ્રયોગોની સરખામણી:

વિવિધ કોર વ્યાસવાળા લેસરોના ફોકલ સ્પોટ પોઝિશનની પાવર ડેન્સિટી

પાવર ડેન્સિટીના દ્રષ્ટિકોણથી, સમાન પાવર હેઠળ, કોર વ્યાસ જેટલો નાનો હશે, લેસરની તેજ વધારે હશે અને ઉર્જા વધુ કેન્દ્રિત હશે. જો લેસરની સરખામણી તીક્ષ્ણ છરી સાથે કરવામાં આવે, તો કોર વ્યાસ જેટલો નાનો હશે, લેસર તેટલો જ તીક્ષ્ણ હશે. 14um કોર વ્યાસવાળા લેસરની પાવર ડેન્સિટી 100um કોર વ્યાસવાળા લેસર કરતા 50 ગણી વધારે છે, અને પ્રોસેસિંગ ક્ષમતા વધુ મજબૂત છે. તે જ સમયે, અહીં ગણતરી કરાયેલ પાવર ડેન્સિટી ફક્ત એક સરળ સરેરાશ ડેન્સિટી છે. વાસ્તવિક ઉર્જા વિતરણ અંદાજિત ગૌસીયન વિતરણ છે, અને કેન્દ્રીય ઉર્જા સરેરાશ પાવર ડેન્સિટી કરતા અનેક ગણી હશે.

વિવિધ કોર વ્યાસ સાથે લેસર ઊર્જા વિતરણનું યોજનાકીય આકૃતિ

ઊર્જા વિતરણ આકૃતિનો રંગ ઊર્જા વિતરણ છે. રંગ જેટલો લાલ, તેટલી ઊંચી ઊર્જા. લાલ ઊર્જા એ સ્થાન છે જ્યાં ઊર્જા કેન્દ્રિત હોય 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 હોય છે, તેટલી તે તીક્ષ્ણ હોય છે અને તેની ભેદન ક્ષમતા એટલી જ મજબૂત હોય છે.

વિવિધ કોર વ્યાસવાળા લેસરોના વેલ્ડીંગ પ્રભાવોની સરખામણી

વિવિધ કોર વ્યાસવાળા લેસરોની સરખામણી:

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

(2) કોર વ્યાસ જેટલો મોટો હશે, ગલન પહોળાઈ તેટલી મોટી હશે, ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોન મોટો હશે અને યુનિટ પાવર ડેન્સિટી ઓછી હશે. જ્યારે કોર વ્યાસ 200um કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે એલ્યુમિનિયમ અને કોપર જેવા ઉચ્ચ-પ્રતિક્રિયા એલોય પર ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ પ્રાપ્ત કરવી સરળ નથી, અને ઉચ્ચ ડીપ પેનિટ્રેશન વેલ્ડીંગ ફક્ત ઉચ્ચ શક્તિથી જ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે;

(૩) નાના-કોર લેસરોમાં ઉચ્ચ શક્તિ ઘનતા હોય છે અને તે ઉચ્ચ ઉર્જા અને નાના ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોન ધરાવતી સામગ્રીની સપાટી પર ઝડપથી કીહોલ્સ પંચ કરી શકે છે. જો કે, તે જ સમયે, વેલ્ડની સપાટી ખરબચડી હોય છે, અને ઓછી ગતિના વેલ્ડીંગ દરમિયાન કીહોલ તૂટી પડવાની સંભાવના વધારે હોય છે, અને વેલ્ડીંગ ચક્ર દરમિયાન કીહોલ બંધ હોય છે. ચક્ર લાંબું હોય છે, અને ખામીઓ અને છિદ્રો જેવા ખામીઓ થવાની સંભાવના હોય છે. તે હાઇ-સ્પીડ પ્રોસેસિંગ અથવા સ્વિંગ ટ્રેજેક્ટરી સાથે પ્રોસેસિંગ માટે યોગ્ય છે;

(૪) મોટા કોર વ્યાસવાળા લેસરોમાં મોટા પ્રકાશના સ્થળો અને વધુ વિખરાયેલી ઊર્જા હોય છે, જે તેમને લેસર સપાટીને રિમેલ્ટિંગ, ક્લેડીંગ, એનેલીંગ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓ માટે વધુ યોગ્ય બનાવે છે.