Лазердик ширетүү үзгүлтүксүз же импульстук лазер генератору аркылуу ишке ашырылышы мүмкүн. Лазердик ширетүүнүн принциби жылуулук өткөрүмдүүлүк ширетүү жана лазердик терең эритүүчү ширетүү болуп бөлүүгө болот. Кубаттуулук тыгыздыгы 104 ~ 105 Вт / см2ден аз жылуулук өткөрүмдүүлүк ширетүү болуп саналат, бул учурда эрүү тереңдиги жана ширетүү ылдамдыгы жай болот; Кубаттуулук тыгыздыгы 105 ~ 107 Вт / см2ден жогору болгондо, металлдын бети жылуулуктун таасири астында "ачкыч тешиктерге" айланат, бул тез ширетүү ылдамдыгы жана чоң тереңдик-туура катышы мүнөздөмөлөрүнө ээ болгон терең эритүүчү ширетүүнү пайда кылат.
Бүгүн биз негизинен лазердик терең эритме ширетүүнүн сапатына таасир этүүчү негизги факторлор жөнүндө билимди камтыйбыз.
1. Лазердик күч
Лазердик терең эритме менен ширетүү учурунда лазердин күчү кирүү тереңдигин да, ширетүү ылдамдыгын да башкарат. Ширетүүнүн тереңдиги нурдун кубаттуулугунун тыгыздыгына түздөн-түз байланыштуу жана ал түшкөн нурдун кубаттуулугуна жана нурдун фокустук чекитине жараша болот. Жалпысынан алганда, белгилүү бир диаметрдеги лазер нуру үчүн кирүү тереңдиги нурдун кубаттуулугунун жогорулашы менен көбөйөт.
2. Фокустук чекит
Лазердик ширетүүдөгү нур тактарынын өлчөмү эң маанилүү өзгөрмөлөрдүн бири болуп саналат, анткени ал кубаттуулуктун тыгыздыгын аныктайт. Бирок аны өлчөө жогорку кубаттуулуктагы лазерлер үчүн кыйынчылык жаратат, бирок кыйыр өлчөөнүн көптөгөн ыкмалары бар.
Нур фокусунун дифракциялык чекитинин өлчөмүн дифракция теориясына ылайык эсептөөгө болот, бирок фокустук чагылыш начар болгондуктан, чыныгы чекиттин өлчөмү эсептелген мааниден чоңураак. Эң жөнөкөй өлчөө ыкмасы - изо-температуралык профиль ыкмасы, ал калың кагаз күйүп, полипропилен пластинасы аркылуу өткөндөн кийинки фокустук чекиттин диаметрин жана тешикти өлчөйт. Бул ыкма өлчөө практикасы аркылуу лазердин кубаттуулугунун өлчөмүн жана нурдун таасир этүү убактысын өздөштүрүүгө мүмкүндүк берет.
3. Коргоочу газ
Лазердик ширетүү процессинде көбүнчө эриген көлмөнү коргоо үчүн коргоочу газдар (гелий, аргон, азот) колдонулат, бул ширетүү процессинде даяр бөлүктүн кычкылданышына жол бербейт. Коргоочу газды колдонуунун экинчи себеби - фокустоочу линзаны металл бууларынын булганышынан жана суюк тамчылардын чачырашынан коргоо. Айрыкча жогорку кубаттуулуктагы лазердик ширетүү учурунда, чачыраган бөлүктөр абдан күчтүү болуп калат, линзаны коргоо зарыл. Коргоочу газдын үчүнчү таасири - ал жогорку кубаттуулуктагы лазердик ширетүү менен пайда болгон плазмалык коргоону чачыратууда абдан натыйжалуу. Металл буусу лазер нурун сиңирип, плазма булутуна иондошот. Металл буусунун айланасындагы коргоочу газ да жылуулуктан улам иондошот. Эгерде плазма өтө көп болсо, лазер нуру кандайдыр бир жол менен плазма тарабынан жутулат. Экинчи энергия катары плазма жумушчу бетте болот, бул ширетүүнүн тереңдигин тайызыраак жана ширетүүчү көлмөнүн бетин кеңирээк кылат.
Туура коргоочу газды кантип тандоо керек?
4. Абсорбция ылдамдыгы
Материалдын лазердик сиңирилиши материалдын кээ бир маанилүү касиеттерине, мисалы, сиңирүү ылдамдыгына, чагылдырууга, жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө, эрүү температурасына жана буулануу температурасына көз каранды. Бардык факторлордун ичинен эң маанилүүсү - сиңирүү ылдамдыгы.
Лазер нуруна материалдын сиңүү ылдамдыгына эки фактор таасир этет. Биринчиси - материалдын каршылык коэффициенти. Материалдын сиңүү ылдамдыгы каршылык коэффициентинин квадраттык тамырына пропорционалдуу экени жана каршылык коэффициенти температурага жараша өзгөрүп тураары аныкталган. Экинчиден, материалдын беттик абалы (же жасалгасы) нурдун сиңүү ылдамдыгына маанилүү таасир этет, бул ширетүү эффектине олуттуу таасир этет.
5. Ширетүү ылдамдыгы
Ширетүү ылдамдыгы кирүү тереңдигине чоң таасир этет. Ылдамдыкты жогорулатуу кирүү тереңдигин тайыздатат, бирок өтө төмөн болсо, материалдардын ашыкча эрип кетишине жана жумуш бөлүгүнүн ширетилишине алып келет. Ошондуктан, белгилүү бир лазердик кубаттуулукка жана белгилүү бир калыңдыкка ээ болгон белгилүү бир материал үчүн тиешелүү ширетүү ылдамдыгынын диапазону бар жана максималдуу кирүү тереңдигин тиешелүү ылдамдык маанисинде алууга болот.
6. Фокустук линзанын фокустук аралыгы
Ширетүүчү тапанчанын башына фокустук линза орнотулат, адатта, 63 ~ 254 мм (диаметри 2,5 "~ 10") фокустук аралык тандалат. Фокустоо чекитинин өлчөмү фокустук аралыкка пропорционалдуу, фокустук аралык канчалык кыска болсо, чекит ошончолук кичинекей болот. Бирок, фокустук аралыктын узундугу фокустун тереңдигине да таасир этет, башкача айтканда, фокустун тереңдиги фокустук аралык менен синхрондуу түрдө жогорулайт, андыктан кыска фокустук аралык кубаттуулуктун тыгыздыгын жакшырта алат, бирок фокустун тереңдиги кичинекей болгондуктан, линза менен иштелген бөлүктүн ортосундагы аралык так сакталышы керек жана кирүү тереңдиги чоң эмес. Ширетүү учурунда чачырандылардын жана лазердик режимдин таасиринен улам, чыныгы ширетүүдө колдонулган эң кыска фокустук тереңдик көбүнчө 126 мм (диаметри 5"). Фокустук аралык 254 мм (диаметри 10") болгон линзаны тигиш чоң болгондо же чекиттин өлчөмүн көбөйтүү менен ширетүүнү көбөйтүү керек болгондо тандаса болот. Бул учурда, терең кирүү тешик эффектине жетүү үчүн жогорку лазердик чыгуу кубаттуулугу (кубаттуулук тыгыздыгы) талап кылынат.
Колдук лазердик ширетүүчү машинанын баасы жана конфигурациясы жөнүндө көбүрөөк суроолор
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 27-сентябры