Нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн зузаан нь лазер зүсэлтийн гүйцэтгэлд хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

Танилцуулга: Лазер зүсэлтийн үндсэн хувьсагч болох зузаан

Аж үйлдвэрийн металлын үйлдвэрлэлийн салбарт лазер зүсэлт нь онцгой нарийвчлал, хурд, ирмэгийн чанараас шалтгаалан нүүрстөрөгчийн ган хавтанг профиль гаргах гол технологи болжээ. Гэсэн хэдий ч ямар ч лазер зүсэх системийн гүйцэтгэл нь бүх материалын зузаан дээр жигд байдаггүй. Нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн зузаан нь зүсэх боломж, оновчтой параметр, ирмэгийн чанар, үйлдвэрлэлийн нийт үр ашгийг тодорхойлдог хамгийн чухал хүчин зүйл юм. Хавтангийн зузаан нэмэгдэхийн хэрээр зүсэх үйл явцын физик байдал эрс өөрчлөгддөг - илүү их лазерын хүч, бага зүсэх хурд, өөр өөр туслах хийн стратеги, фокусын байрлалыг илүү болгоомжтой хянах шаардлагатай. Зузаанаас хамаарах эдгээр нөлөөг ойлгох нь үйлдвэрлэгчдэд зөв тоног төхөөрөмжийг сонгох, үнэн зөв параметрүүдийг тохируулах, тогтвортой, өндөр чанартай үр дүнд хүрэхэд зайлшгүй шаардлагатай. Энэ нийтлэлд нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн зузаан нь нимгэн царигийн хуудаснаас эхлээд хүнд хэлбэрийн хавтан хүртэл лазер зүсэлтэнд үзүүлэх янз бүрийн нөлөөллийг судалж, үйл явцыг оновчтой болгох практик удирдамжийг өгдөг.

Нимгэн нүүрстөрөгчийн ган хавтан (0.5мм-ээс 3мм): Өндөр хурдны нарийн зүсэлт

Нимгэн нүүрстөрөгчийн ган хавтан нь ихэвчлэн 0.5 мм-ээс 3 мм-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд лазер зүсэлт хийхэд хамгийн таатай зузаантай муж юм. Энэ горимд шилэн лазерын системүүд нь маш өндөр зүсэлтийн хурдыг - ихэвчлэн минутанд 20-40 метрээс давж - маш сайн ирмэгийн чанартай болгодог. Нимгэн хавтангийн дулааны бага масс нь лазер туяа нь материалыг хурдан нэвтэрч, туслах хий (ихэвчлэн хүчилтөрөгч эсвэл шахсан агаар) хайлсан металлыг хайлсан металлыг үр дүнтэй арилгадаг гэсэн үг юм. Дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүс (HAZ) нь хамгийн бага, ихэвчлэн 0.1 мм-ээс бага бөгөөд зөв үүрлэх, дэмжлэг үзүүлэх үед гажуудал нь ховор тохиолддог. Зүсэх параметрүүд нь харьцангуй зөөлөн байдаг: 1кВт-аас 2 кВт-ын чадалтай лазер нь ихэнх нимгэн царигийн хэрэглээнд хангалттай бөгөөд хүчилтөрөгчийн туслах хий нь хамгийн бага бохирдолтой, хурдан, цэвэр зүсэлт өгдөг. Энэхүү зузаанын хүрээн дэх гол бэрхшээл нь өндөр хурдтай боловсруулалтын явцад тэгш байдлыг хадгалах, булан эсвэл нарийн төвөгтэй хэсгүүдэд түлэгдэхээс урьдчилан сэргийлэх явдал юм. Нимгэн нүүрстөрөгчийн ган хавтан нь лазер хайчлахдаа хамгийн өндөр бүтээмжтэй, хамгийн сайн захын чанарыг өгдөг бөгөөд энэ нь автомашины хавтан, цахилгааны хашлага, нарийн хаалтанд тохиромжтой.

Дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн ган хавтан (4мм-ээс 12мм): Хурд ба чанарын тэнцвэр

Нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн зузаан нь 4мм-ээс 12мм хүртэлх зайд нэмэгдэхийн хэрээр лазер зүсэх процесс нь хурд, чанарыг хоёуланг нь сайтар тэнцвэржүүлэх ёстой шилжилтийн бүсэд ордог. Лазер илүү их хэмжээний хайлсан материалыг зайлуулах ёстой тул зүсэх хурд аажмаар буурч байна - 4 мм-ийн үед минутанд 10-15 метр, 12 мм-ийн зайд 3-5 метр. Үүний дагуу лазерын эрчим хүчний хэрэгцээ нэмэгдэж, үр ашигтай үйлдвэрлэлд 4 кВт-аас 6 кВт хүртэл шилэн лазер шаардлагатай болж байна. Хүчилтөрөгчийн туслах хий нь энэ хүрээн дэх нүүрстөрөгчийн гангийн стандарт хэвээр байгаа боловч хэт исэлдүүлэхгүйгээр цоорхойг хангалттай арилгахын тулд хийн даралт болон цоргоны диаметрийг оновчтой болгох шаардлагатай. Ирмэгийн чанар нь доод ирмэг дээр бага зэрэг барзгар, бага зэрэг хагарч эхэлдэг, ялангуяа зузаан нь 10 мм ойртох үед. HAZ нь ойролцоогоор 0.2 мм-ээс 0.5 мм хүртэл өргөжиж, дулааны гажилтын эрсдэл, ялангуяа урт, нарийн хэсгүүдийн хувьд нэмэгддэг. Фокусын байрлал нь илүү чухал болж хувирдаг: бүрэн нэвтэрч, конусыг багасгахын тулд фокусын цэгийг материалын гадаргуугаас бага зэрэг доош байрлуулах ёстой. Энэхүү зузаанын хүрээ нь бүтцийн хаалт, машины хамгаалалт, суурь хавтан, явах эд ангиудыг хамарсан ерөнхий үйлдвэрлэлийн гол хүч юм. Тогтвортой үр дүнд хүрэхийн тулд цорго тогтмол засвар үйлчилгээ хийх, параметрийн нарийн хяналт, дулааны хуваарилалтыг зохицуулах үр дүнтэй үүрлэх шаардлагатай.

Зузаан нүүрстөрөгчийн ган хавтан (12мм-ээс 25мм): Хүч, хурд, захын чанарын солилцоо

Нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн зузаан нь 12 мм-ээс хэтэрч, 25 мм хүртэл сунгах үед лазер зүсэлт нь хурд, хүч, ирмэгийн чанар хоёрын хооронд харилцан адилгүй байх шаардлагатай горимд ордог. Таслах хурд нь минутанд 1.5-3 метр хүртэл буурч, бүрэн нэвтрэхийн тулд өндөр хүчин чадалтай лазер (6кВт-аас 12кВт ба түүнээс дээш) шаардлагатай. Материалаар дамжин өнгөрөх цацрагийн зөрүүгээс болж ирмэг нь илүү өргөн болж, зүсэгдсэн ирмэг нь мэдэгдэхүйц шовгор болж, дээд талдаа илүү өргөн, доод талдаа нарийсдаг. Доод ирмэг дээр наалдсан наалдамхай байдал улам бүр нэмэгдэж, хамгийн бага байлгахын тулд фокусын байрлал, хийн даралт, зүсэх хурдыг сайтар оновчтой болгох шаардлагатай. Хүчилтөрөгчийн туслах хийг ашигласаар байгаа боловч экзотермик урвал нь ирмэгийн исэлдэлт, гадаргууг илүү барзгар болгодог. Цэвэр, гагнуур хийхэд бэлэн ирмэг шаардлагатай програмуудын хувьд азотын туслах хийг ашиглаж болох боловч огтлох хурд нь мэдэгдэхүйц удаашралтай, хийн зарцуулалт ихэсдэг. ХАЗ нь 0.5 мм-ээс 1.0 мм хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд дулааны гажуудал нь гол асуудал болж, зүсэхээс өмнө эсвэл дараа нь стрессийг арилгах шаардлагатай болдог. Эдгээр сорилтуудыг үл харгалзан орчин үеийн өндөр хүчин чадалтай шилэн лазерууд нь 25 мм-ийн нүүрстөрөгчийн ганг найдвартай зүсэж, бүтцийн ган, хүнд машин механизм, даралтат савны эд ангиудад тохиромжтой. Амжилтанд хүрэх түлхүүр нь лазерын хүчийг зузаантай тааруулах, туслах хийн зөв стратеги ашиглах, дулааныг хянахын тулд бат бөх үүрлэх, дэмжлэг үзүүлэх явдал юм.

Хэт зузаан нүүрстөрөгчийн ган хавтан (25 мм-ээс дээш): Лазер зүсэлтийн хязгаар

25 мм-ээс их зузаантай нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн хувьд лазер зүсэлт нь үндсэн физик хязгаарлалттай тулгардаг. Лазер туяа материалд гүн нэвтэрч орох тусам энергийн нягт багасч, хайлсан металлыг нарийн цоорхойноос гаргахад улам хэцүү болдог. Зүсэх хурд нь минутанд 1 метрээс доош буурч, өндөр хүчин чадалтай лазерууд (12 кВт-аас 30 кВт хүртэл) захын чанарт хүрэхийн тулд тэмцдэг. Конус нь хүчтэй болж, шавар хуримтлагдах нь мэдэгдэхүйц бөгөөд HAZ нь 2 мм ба түүнээс дээш уртасч болно. Ихэнх тохиолдолд плазмаар огтлох эсвэл хүчилтөрөгчөөр огтлох зэрэг огтлох өөр аргууд нь илүү хэмнэлттэй, практик болдог. Гэсэн хэдий ч өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер технологийн сүүлийн үеийн дэвшил нь хурд, чанарыг бууруулсан ч нүүрстөрөгчийн гангийн хувьд практик хязгаарыг 50 мм, бүр 70 мм хүртэл түлхэж байна. Эдгээр хэт зузааны хувьд эрлийз лазер нуман зүсэлт эсвэл олон дамжлагатай лазер огтлох зэрэг тусгай арга техникийг ашиглаж болно. Лазер зүсэлтийн нарийвчлал нь плазм эсвэл хүчилтөрөгчийн хурдаар үнэлэгддэг хүнд бүтцийн ган, далайн эрэг дээрх платформууд, том машин баазуудаар хязгаарлагддаг. Энэ горимд лазер зүсэлтийг ашиглах шийдвэр нь захын чанарын шаардлага, боловсруулалтын дараах хэрэгцээ, үйлдвэрлэлийн хэмжээг харгалзан зардал, үр ашгийн нарийн шинжилгээнд үндэслэсэн байх ёстой.

Зузаан хүрээн дэх үндсэн параметрийн тохируулга

Нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн зузааны лазер зүсэлтэнд үзүүлэх нөлөө нь процессын чухал параметр бүрт хамаарна. лазерын хүч зузаан нь ойролцоогоор шугаман байдлаар нэмэгдэх ёстой - ойролцоогоор 1 миллиметр тутамд 1 кВт. Үйлдвэрлэлийн орчинд цэвэр зүсэхийн тулд зүсэх хурд нь зузаанаас урвуу буурна. Бүрэн нэвтрэлтийг хадгалахын тулд Шугаман бус хамаарлын дагуу фокусын байрлалыг нимгэн хавтангийн гадаргуугаас бага зэрэг дээш, зузаан хавтангийн хувьд гадаргуугаас доош хүртэл тохируулах шаардлагатай. туслах хийн даралтыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай боловч хэт их даралт нь үймээн самуун, хагарлыг үүсгэдэг. Зузаан хавтангийн хувьд хийн хангалттай урсгалыг хангахын тулд Хайлсан металлыг үр дүнтэй арилгахын тулд зузаан материалд хушууны диаметрийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Хажуугийн өргөн нь зузаантай хамт өргөжиж, хэсгийн хэмжээс болон үүрлэх үр ашигт нөлөөлдөг. Ирмэгийн чанар аажмаар муудаж, чухал хэрэглээнд нунтаглах, боловсруулах зэрэг хоёрдогч үйлдлүүдийг шаарддаг. Эдгээр параметрийн харилцан хамаарлыг ойлгох нь бүх зузаан спектрийн дагуу тогтвортой үр дүнг өгдөг найдвартай зүсэлтийн хөтөлбөрийг боловсруулахад зайлшгүй шаардлагатай.

Дүгнэлт: Зузааныг боловсруулах чадварт тохируулах

Нүүрстөрөгчийн ган хавтангийн зузаан нь зүсэх хурд, хүчнээс эхлээд ирмэгийн чанар, шовгор, хагархай, дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүс хүртэл лазер зүсэлтийн гүйцэтгэлийн бүх тал дээр гүн нөлөө үзүүлдэг. Нимгэн хавтан нь бага чадалтай лазерын тусламжтайгаар хурдан, цэвэрхэн зүсдэг бол зузаан хавтан нь өндөр хүч, удаан хурд, параметрийн нарийн хяналт шаарддаг. Хэт зузаан хавтан нь лазер технологийн хил хязгаарыг давж, огтлох өөр аргыг ихэвчлэн шаарддаг. Үйлдвэрлэгчдийн хувьд амжилтанд хүрэх түлхүүр нь эдгээр зузаанаас хамааралтай нөлөөг ойлгох, төлөвлөсөн зузаанын мужид тохирох лазер системийг сонгох, ажил бүрийн параметрүүдийг оновчтой болгоход оршино. Ингэснээр тэд орчин үеийн үйлдвэрлэлийн шаардлагад нийцсэн нарийвчлал, үр ашиг, чанарт хүрч, нүүрстөрөгчийн ган хавтанг лазераар зүсэх нь үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийн тулгын чулуу хэвээр байх болно.