லேசர் உறிஞ்சுதல் வீதம் மற்றும் லேசர் பொருள் தொடர்புகளின் நிலையில் மாற்றங்கள்

லேசர் மற்றும் பொருட்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு பல உடல் நிகழ்வுகள் மற்றும் பண்புகளை உள்ளடக்கியது. அடுத்த மூன்று கட்டுரைகள் லேசர் வெல்டிங் செயல்முறை தொடர்பான மூன்று முக்கிய இயற்பியல் நிகழ்வுகளை அறிமுகப்படுத்தும், இது சக ஊழியர்களுக்கு தெளிவான புரிதலை வழங்கும்.லேசர் வெல்டிங் செயல்முறை: லேசர் உறிஞ்சுதல் வீதம் மற்றும் நிலை மாற்றங்கள், பிளாஸ்மா மற்றும் கீஹோல் விளைவு என பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த நேரத்தில், லேசர் நிலை மற்றும் பொருட்கள் மற்றும் உறிஞ்சுதல் விகிதம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவைப் புதுப்பிப்போம்.

லேசர் மற்றும் பொருட்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு காரணமாக பொருளின் நிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள்

உலோகப் பொருட்களின் லேசர் செயலாக்கம் முக்கியமாக ஒளிக்கதிர் விளைவுகளின் வெப்ப செயலாக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. லேசர் கதிர்வீச்சு பொருள் மேற்பரப்பில் பயன்படுத்தப்படும் போது, ​​பல்வேறு ஆற்றல் அடர்த்தியில் பொருள் மேற்பரப்பில் பல்வேறு மாற்றங்கள் ஏற்படும். இந்த மாற்றங்களில் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை உயர்வு, உருகுதல், ஆவியாதல், கீஹோல் உருவாக்கம் மற்றும் பிளாஸ்மா உருவாக்கம் ஆகியவை அடங்கும். மேலும், பொருள் மேற்பரப்பின் இயற்பியல் நிலையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் லேசரின் பொருள் உறிஞ்சுதலை பெரிதும் பாதிக்கிறது. ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் செயல் நேரத்தின் அதிகரிப்புடன், உலோகப் பொருள் மாநிலத்தில் பின்வரும் மாற்றங்களுக்கு உட்படும்:

போதுலேசர் சக்திஅடர்த்தி குறைவாக உள்ளது (<10 ^ 4w/cm ^ 2) மற்றும் கதிர்வீச்சு நேரம் குறைவாக உள்ளது, உலோகத்தால் உறிஞ்சப்படும் லேசர் ஆற்றல் பொருளின் வெப்பநிலையை மேற்பரப்பில் இருந்து உள்ளே உயர மட்டுமே ஏற்படுத்தும், ஆனால் திடமான கட்டம் மாறாமல் உள்ளது . கருவிகள், கியர்கள் மற்றும் தாங்கு உருளைகள் ஆகியவற்றுடன், பகுதி அனீலிங் மற்றும் கட்ட மாற்றத்தை கடினப்படுத்துதல் சிகிச்சைக்காக இது முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது;

லேசர் ஆற்றல் அடர்த்தியின் அதிகரிப்பு (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm ^ 2) மற்றும் கதிர்வீச்சு நேரம் நீடிப்பதால், பொருளின் மேற்பரப்பு படிப்படியாக உருகும். உள்ளீட்டு ஆற்றல் அதிகரிக்கும் போது, ​​திரவ-திட இடைமுகம் படிப்படியாக பொருளின் ஆழமான பகுதியை நோக்கி நகரும். இந்த இயற்பியல் செயல்முறை முக்கியமாக உலோகங்களின் மேற்பரப்பை மறுஉருவாக்கம், அலாய், உறைப்பூச்சு மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் வெல்டிங் ஆகியவற்றிற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சக்தி அடர்த்தியை (>10 ^ 6w/cm ^ 2) மேலும் அதிகரிப்பதன் மூலமும், லேசர் செயல் நேரத்தை நீடிப்பதன் மூலமும், பொருள் மேற்பரப்பு உருகுவது மட்டுமின்றி ஆவியாகிறது, மேலும் ஆவியாக்கப்பட்ட பொருட்கள் பொருள் மேற்பரப்புக்கு அருகில் கூடி பலவீனமாக அயனியாக்கம் செய்து பிளாஸ்மாவை உருவாக்குகின்றன. இந்த மெல்லிய பிளாஸ்மா பொருள் லேசரை உறிஞ்சுவதற்கு உதவுகிறது; ஆவியாதல் மற்றும் விரிவாக்கத்தின் அழுத்தத்தின் கீழ், திரவ மேற்பரப்பு சிதைந்து குழிகளை உருவாக்குகிறது. இந்த நிலை லேசர் வெல்டிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்படலாம், பொதுவாக 0.5 மிமீ உள்ள மைக்ரோ இணைப்புகளின் பிளவு வெப்ப கடத்துத்திறன் வெல்டிங்கில்.

சக்தி அடர்த்தியை (>10 ^ 7w/cm ^ 2) மேலும் அதிகரிப்பதன் மூலம் மற்றும் கதிர்வீச்சு நேரத்தை நீடிப்பதன் மூலம், பொருள் மேற்பரப்பு வலுவான ஆவியாதல் மற்றும் உயர் அயனியாக்கம் பட்டம் கொண்ட பிளாஸ்மாவை உருவாக்குகிறது. இந்த அடர்த்தியான பிளாஸ்மா லேசரில் ஒரு பாதுகாப்பு விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது, லேசர் சம்பவத்தின் ஆற்றல் அடர்த்தியை பொருளில் வெகுவாகக் குறைக்கிறது. அதே நேரத்தில், ஒரு பெரிய நீராவி எதிர்வினை விசையின் கீழ், பொதுவாக கீஹோல்கள் என்று அழைக்கப்படும் சிறிய துளைகள் உருகிய உலோகத்திற்குள் உருவாகின்றன, கீஹோல்களின் இருப்பு பொருள் லேசரை உறிஞ்சுவதற்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும், மேலும் இந்த நிலை லேசர் ஆழமான இணைவுக்கு பயன்படுத்தப்படலாம். வெல்டிங், வெட்டுதல் மற்றும் துளையிடுதல், தாக்கம் கடினப்படுத்துதல் போன்றவை.

வெவ்வேறு நிலைமைகளின் கீழ், வெவ்வேறு உலோகப் பொருட்களில் லேசர் கதிர்வீச்சின் வெவ்வேறு அலைநீளங்கள் ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் சக்தி அடர்த்தியின் குறிப்பிட்ட மதிப்புகளை ஏற்படுத்தும்.

பொருட்கள் மூலம் லேசர் உறிஞ்சுதல் அடிப்படையில், பொருட்களின் ஆவியாதல் ஒரு எல்லை. பொருள் ஆவியாதல் அடையாதபோது, ​​திடமான அல்லது திரவ நிலையில் இருந்தாலும், லேசரின் உறிஞ்சுதல் மேற்பரப்பு வெப்பநிலையின் அதிகரிப்புடன் மெதுவாக மாறுகிறது; பொருள் ஆவியாகி, பிளாஸ்மா மற்றும் கீஹோல்களை உருவாக்கியவுடன், லேசரின் பொருள் உறிஞ்சுதல் திடீரென்று மாறும்.

படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, லேசர் வெல்டிங்கின் போது பொருள் மேற்பரப்பில் லேசரின் உறிஞ்சுதல் விகிதம் லேசர் சக்தி அடர்த்தி மற்றும் பொருள் மேற்பரப்பு வெப்பநிலையுடன் மாறுபடும். பொருள் உருகாமல் இருக்கும் போது, ​​லேசருக்கு பொருள் உறிஞ்சும் வீதம், பொருள் மேற்பரப்பு வெப்பநிலையின் அதிகரிப்புடன் மெதுவாக அதிகரிக்கிறது. சக்தி அடர்த்தி (10 ^ 6w/cm ^ 2) விட அதிகமாக இருக்கும் போது, ​​பொருள் வன்முறையில் ஆவியாகி, ஒரு சாவி துளையை உருவாக்குகிறது. லேசர் பல பிரதிபலிப்புகள் மற்றும் உறிஞ்சுதலுக்காக கீஹோலில் நுழைகிறது, இதன் விளைவாக லேசருக்கு பொருள் உறிஞ்சுதல் விகிதத்தில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பு மற்றும் உருகும் ஆழத்தில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது.

உலோகப் பொருட்களால் லேசரை உறிஞ்சுதல் - அலைநீளம்

அறை வெப்பநிலையில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்களின் பிரதிபலிப்பு, உறிஞ்சுதல் மற்றும் அலைநீளம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவு வளைவை மேலே உள்ள படம் காட்டுகிறது. அகச்சிவப்பு மண்டலத்தில், உறிஞ்சுதல் விகிதம் குறைகிறது மற்றும் அலைநீளத்தின் அதிகரிப்புடன் பிரதிபலிப்பு அதிகரிக்கிறது. பெரும்பாலான உலோகங்கள் 10.6um (CO2) அலைநீள அகச்சிவப்பு ஒளியை வலுவாக பிரதிபலிக்கின்றன, அதே சமயம் 1.06um (1060nm) அலைநீள அகச்சிவப்பு ஒளியை பலவீனமாக பிரதிபலிக்கின்றன. உலோகப் பொருட்கள் நீலம் மற்றும் பச்சை ஒளி போன்ற குறுகிய அலைநீள ஒளிக்கதிர்களுக்கு அதிக உறிஞ்சுதல் விகிதங்களைக் கொண்டுள்ளன.

உலோகப் பொருட்களால் லேசரை உறிஞ்சுதல் - பொருள் வெப்பநிலை மற்றும் லேசர் ஆற்றல் அடர்த்தி

அலுமினிய கலவையை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், பொருள் திடமாக இருக்கும்போது, ​​லேசர் உறிஞ்சுதல் வீதம் சுமார் 5-7% ஆகவும், திரவ உறிஞ்சுதல் விகிதம் 25-35% ஆகவும், கீஹோல் நிலையில் 90% க்கும் அதிகமாகவும் இருக்கும்.

லேசருக்கு பொருள் உறிஞ்சுதல் விகிதம் அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கிறது. அறை வெப்பநிலையில் உலோகப் பொருட்களின் உறிஞ்சுதல் விகிதம் மிகக் குறைவு. உருகுநிலைக்கு அருகில் வெப்பநிலை உயரும் போது, ​​அதன் உறிஞ்சுதல் விகிதம் 40%~60% ஐ எட்டும். வெப்பநிலை கொதிநிலைக்கு அருகில் இருந்தால், அதன் உறிஞ்சுதல் விகிதம் 90% வரை அடையும்.

உலோகப் பொருட்களால் லேசரை உறிஞ்சுதல் - மேற்பரப்பு நிலை

வழக்கமான உறிஞ்சுதல் விகிதம் ஒரு மென்மையான உலோக மேற்பரப்பைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது, ஆனால் லேசர் வெப்பமாக்கலின் நடைமுறை பயன்பாடுகளில், அதிக பிரதிபலிப்பால் ஏற்படும் தவறான சாலிடரிங் தவிர்க்க சில உயர் பிரதிபலிப்பு பொருட்களின் (அலுமினியம், தாமிரம்) உறிஞ்சுதல் விகிதத்தை அதிகரிக்க வேண்டியது அவசியம்;

பின்வரும் முறைகள் பயன்படுத்தப்படலாம்:

1. லேசரின் பிரதிபலிப்புத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கு பொருத்தமான மேற்பரப்பின் முன் சிகிச்சை செயல்முறைகளை மேற்கொள்வது: முன்மாதிரி ஆக்சிஜனேற்றம், சாண்ட்பிளாஸ்டிங், லேசர் சுத்தம், நிக்கல் முலாம், டின் முலாம், கிராஃபைட் பூச்சு போன்றவை.

மையமானது பொருள் மேற்பரப்பின் கடினத்தன்மையை அதிகரிப்பதாகும் (இது பல லேசர் பிரதிபலிப்பு மற்றும் உறிஞ்சுதலுக்கு உகந்தது), அத்துடன் அதிக உறிஞ்சுதல் விகிதத்துடன் பூச்சுப் பொருளை அதிகரிப்பதாகும். லேசர் ஆற்றலை உறிஞ்சி, அதிக உறிஞ்சுதல் வீதப் பொருட்கள் மூலம் உருகுதல் மற்றும் ஆவியாகி, லேசர் வெப்பமானது அடிப்படைப் பொருளுக்கு அனுப்பப்பட்டு, பொருள் உறிஞ்சுதல் விகிதத்தை மேம்படுத்தவும், அதிக பிரதிபலிப்பு நிகழ்வால் ஏற்படும் மெய்நிகர் வெல்டிங்கைக் குறைக்கவும் செய்கிறது.