Veiksniai, turintys įtakos suvirinimo granulių plotui lazerio suvirinimo mašinose
Lazerio suvirinimo suvirinimo granulių plotį įtakoja keli veiksniai, kuriuos galima suskirstyti į lazerinius parametrus, optinės sistemos parametrus, proceso sąlygas, medžiagų savybes ir kitus išorinius veiksnius . žemiau yra išsamus skilimas:
1. lazerio parametrai
(1) Lazerio galia
Didesnė galia → platesnis suvirinimas (daugiau šilumos įvesties, didesnis lydymosi baseinas) .
Mažesnė galia → siauresnis suvirinimas (mažiau įsiskverbimas, galimas sintezės trūkumas) .
(2) spindulio režimas (pluošto kokybė)
TEM 00 (Gauso pluoštas) → Siauros, gilios suvirinimo siūlės (didelės energijos koncentracija) .
Kelių režimų pluoštai → platesni, seklesni suvirinimai (energija labiau išsklaidyta) .
(3) impulsų parametrai (impulsiniams lazeriams)
Aukštesnis dažnis → platesnis suvirinimas (daugiau sutampančių impulsų) .
Ilgesnis impulsų plotis → platesnis suvirinimas (išplėstas šilumos įvestis) .
Didesnis darbo ciklas → platesnis suvirinimas ** (ilgesnis energijos ekspozicija) .
2. optinių sistemos parametrai
(1) fokusavimo taško skersmuo
Didesnė dėmė → platesnis suvirinimas (mažesnis energijos tankis) .
Mažesnė dėmė → siauresnis suvirinimas (didesnė energijos koncentracija) .
(2) Defokusas (pluošto padėtis)
Teigiamas defokus (virš ruošinio) → platesnis suvirinimas .
Neigiamas defokus (žemiau ruošinys) → platesnis suvirinimas .
Nulis defokus (ant paviršiaus) → Siauriausias suvirinimas .
(3) Lęšio židinio nuotolis
Ilgesnis židinio ilgis → Didesnė dėmė → platesnis suvirinimas .
Trumpesnis židinio nuotolis → Mažesnė dėmė → Siauresnis suvirinimas .
3. proceso parametrai
(1) Suvirinimo greitis
Didesnis greitis → Siauresnis suvirinimas (mažiau šilumos įvestis) .
Mažesnis greitis → platesnis suvirinimas (daugiau šilumos kaupimosi) .
(2) ekranuojančios dujos
Dujų tipas (AR, HE, N₂) → veikia plazmos slopinimą ir aušinimo greitį .
Didesnis dujų srautas → Šiek tiek siauresnis suvirinimas (greitesnis aušinimas) .
(3) Vielos šėrimas (lazerio vielos suvirinimui)
Storesnė viela → platesnis suvirinimas (norint ištirpdyti reikia daugiau energijos) .
Didesnis vielos tiekimo greitis → platesnis suvirinimas (deponuota daugiau užpildo medžiagos) .
4. Medžiagos savybės
(1) Šilumos laidumas
Aukštas laidumas (e . g ., cu, al) → siauresnis suvirinimas (šiluma greitai išsisklaido) .
Mažas laidumas (e . g ., nerūdijantis plienas) → platesnis suvirinimas (šiluma lieka lokalizuota) .
(2) Medžiagos storis
Storesnės medžiagos → platesnis suvirinimas (reikalinga didesnė galia) .
Plonesnės medžiagos → Siauresnis suvirinimas (būtina mažiau energijos) .
(3) Paviršiaus sąlyga
Oksidai, dangos ar teršalai → paveikia lazerio absorbciją → Netaisyklinis suvirinimo plotis .
5. kiti veiksniai
(1) jungtinė konfigūracija
Užpaknis, LAP arba filė jungtys → Skirtingas šilumos išsklaidymas → veikia suvirinimo plotį .
(2) spindulių svyravimas (audimas)
Svyruojanti lazerio pluoštas → platesnis suvirinimas (naudojamas tarpų tiltavimui ar storoms plokštelėms) .
(3) Aplinkos sąlygos
Aplinkos temperatūra/drėgmė → nedidelė įtaka aušinimo greičiui .
Santrauka: Kaip valdyti suvirinimo karoliuko plotį?
| Tikslas|Reguliavimo metodas |
| Padidinti plotį|↑ Galia, ↓ greitis, ↑ Defocus, ↑ dėmės dydis, naudokite storesnę vielą, svyruojančią spindulį |
| Sumažinti plotį|↓ galia, ↑ greitis, nulinis defokus, ↓ dėmės dydis, naudokite plonesnę vielą, TEM 00 režimą |
Norint, kad būtų galima optimaliems rezultatams, eksperimentų projektavimui (DOE) rekomenduojama tiksliai sureguliuoti parametrus, pagrįstus medžiagų ir taikymo reikalavimais .
--------- Victor Feng
„Rayther Laser“