லேசர் பொருள் தொடர்பு - கீஹோல் விளைவு

கீஹோல்களின் உருவாக்கம் மற்றும் வளர்ச்சி:

கீஹோல் வரையறை: கதிர்வீச்சு கதிர்வீச்சு 10 ^ 6W/cm ^ 2 ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​லேசரின் செயல்பாட்டின் கீழ் பொருளின் மேற்பரப்பு உருகி ஆவியாகிறது. ஆவியாதல் வேகம் போதுமானதாக இருக்கும்போது, ​​உருவாக்கப்படும் நீராவி பின்னடைவு அழுத்தம் திரவ உலோகத்தின் மேற்பரப்பு பதற்றம் மற்றும் திரவ ஈர்ப்பு விசையை சமாளிக்க போதுமானது, இதனால் திரவ உலோகத்தின் சில இடமாற்றம் ஏற்படுகிறது, இதனால் தூண்டுதல் மண்டலத்தில் உள்ள உருகிய குளம் மூழ்கி சிறிய குழிகளை உருவாக்குகிறது. ; ஒளிக்கற்றை நேரடியாக சிறிய குழியின் அடிப்பகுதியில் செயல்படுகிறது, இதனால் உலோகம் மேலும் உருகி வாயுவாகிறது. உயர் அழுத்த நீராவி, குழியின் அடிப்பகுதியில் உள்ள திரவ உலோகத்தை உருகிய குளத்தின் சுற்றளவு நோக்கிப் பாய்வதற்குத் தொடர்ந்து தூண்டுகிறது, மேலும் சிறிய துளையை மேலும் ஆழமாக்குகிறது. இந்த செயல்முறை தொடர்கிறது, இறுதியில் திரவ உலோகத்தில் துளை போன்ற ஒரு சாவி துளையை உருவாக்குகிறது. சிறிய துளையில் உள்ள லேசர் கற்றை மூலம் உருவாகும் உலோக நீராவி அழுத்தம் திரவ உலோகத்தின் மேற்பரப்பு பதற்றம் மற்றும் ஈர்ப்பு விசையுடன் சமநிலையை அடையும் போது, ​​சிறிய துளை இனி ஆழமடையாது மற்றும் ஆழமான நிலையான சிறிய துளையை உருவாக்குகிறது, இது "சிறிய துளை விளைவு" என்று அழைக்கப்படுகிறது. .

லேசர் கற்றை பணிப்பகுதியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சிறிய துளை சற்று பின்தங்கிய வளைந்த முன் மற்றும் பின்புறத்தில் தெளிவாக சாய்ந்த தலைகீழ் முக்கோணத்தைக் காட்டுகிறது. சிறிய துளையின் முன் விளிம்பானது லேசரின் செயல் பகுதி, அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அதிக நீராவி அழுத்தத்துடன், பின் விளிம்பில் உள்ள வெப்பநிலை ஒப்பீட்டளவில் குறைவாகவும், நீராவி அழுத்தம் சிறியதாகவும் இருக்கும். இந்த அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை வேறுபாட்டின் கீழ், உருகிய திரவமானது சிறிய துளையைச் சுற்றி முன் முனையிலிருந்து பின் முனை வரை பாய்கிறது, சிறிய துளையின் பின் முனையில் ஒரு சுழலை உருவாக்குகிறது, இறுதியாக பின் விளிம்பில் திடப்படுத்துகிறது. லேசர் சிமுலேஷன் மற்றும் உண்மையான வெல்டிங் மூலம் பெறப்பட்ட கீஹோலின் மாறும் நிலை மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது, சிறிய துளைகளின் உருவவியல் மற்றும் வெவ்வேறு வேகங்களில் பயணத்தின் போது சுற்றியுள்ள உருகிய திரவத்தின் ஓட்டம்.

சிறிய துளைகள் இருப்பதால், லேசர் கற்றை ஆற்றல் பொருளின் உட்புறத்தில் ஊடுருவி, இந்த ஆழமான மற்றும் குறுகிய வெல்ட் மடிப்புகளை உருவாக்குகிறது. லேசர் ஆழமான ஊடுருவல் வெல்ட் மடிப்புகளின் பொதுவான குறுக்குவெட்டு உருவவியல் மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. வெல்ட் மடிப்புகளின் ஊடுருவல் ஆழம் கீஹோலின் ஆழத்திற்கு அருகில் உள்ளது (துல்லியமாகச் சொல்வதானால், மெட்டாலோகிராஃபிக் அடுக்கு கீஹோலை விட 60-100um ஆழமானது, ஒரு குறைவான திரவ அடுக்கு). அதிக லேசர் ஆற்றல் அடர்த்தி, ஆழமான சிறிய துளை, மற்றும் வெல்ட் மடிப்பு அதிக ஊடுருவல் ஆழம். உயர்-சக்தி லேசர் வெல்டிங்கில், வெல்ட் மடிப்புகளின் அதிகபட்ச ஆழம் மற்றும் அகல விகிதம் 12: 1 ஐ அடையலாம்.

உறிஞ்சுதல் பற்றிய பகுப்பாய்வுலேசர் ஆற்றல்சாவி துளை மூலம்

சிறிய துளைகள் மற்றும் பிளாஸ்மா உருவாவதற்கு முன், லேசரின் ஆற்றல் முக்கியமாக வெப்ப கடத்துத்திறன் மூலம் பணிப்பகுதியின் உட்புறத்திற்கு அனுப்பப்படுகிறது. வெல்டிங் செயல்முறை கடத்தும் வெல்டிங்கிற்கு சொந்தமானது (0.5mm க்கும் குறைவான ஊடுருவல் ஆழத்துடன்), மற்றும் லேசரின் பொருள் உறிஞ்சுதல் விகிதம் 25-45% க்கு இடையில் உள்ளது. கீஹோல் உருவானவுடன், லேசரின் ஆற்றல் முக்கியமாக கீஹோல் விளைவு மூலம் பணிப்பகுதியின் உட்புறத்தால் உறிஞ்சப்படுகிறது, மேலும் வெல்டிங் செயல்முறை ஆழமான ஊடுருவல் வெல்டிங்காக மாறும் (0.5 மிமீக்கு மேல் ஊடுருவல் ஆழத்துடன்), உறிஞ்சுதல் விகிதம் அடையலாம். 60-90%க்கு மேல்.

லேசர் வெல்டிங், வெட்டுதல் மற்றும் துளையிடுதல் போன்ற செயலாக்கத்தின் போது லேசரின் உறிஞ்சுதலை மேம்படுத்துவதில் கீஹோல் விளைவு மிக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. கீஹோலுக்குள் நுழையும் லேசர் கற்றை துளை சுவரில் இருந்து பல பிரதிபலிப்புகளின் மூலம் கிட்டத்தட்ட முழுமையாக உறிஞ்சப்படுகிறது.

கீஹோலின் உள்ளே லேசரின் ஆற்றல் உறிஞ்சுதல் பொறிமுறையானது இரண்டு செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது என்று பொதுவாக நம்பப்படுகிறது: தலைகீழ் உறிஞ்சுதல் மற்றும் ஃப்ரெஸ்னல் உறிஞ்சுதல்.

கீஹோலின் உள்ளே அழுத்த சமநிலை

லேசர் ஆழமான ஊடுருவல் வெல்டிங்கின் போது, ​​பொருள் கடுமையான ஆவியாதல் ஏற்படுகிறது, மேலும் உயர் வெப்பநிலை நீராவி மூலம் உருவாகும் விரிவாக்க அழுத்தம் திரவ உலோகத்தை வெளியேற்றி, சிறிய துளைகளை உருவாக்குகிறது. பொருளின் நீராவி அழுத்தம் மற்றும் நீக்குதல் அழுத்தம் (ஆவியாதல் எதிர்வினை விசை அல்லது பின்னடைவு அழுத்தம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) தவிர, மேற்பரப்பு பதற்றம், ஈர்ப்பு விசையினால் ஏற்படும் திரவ நிலையான அழுத்தம் மற்றும் உருகிய பொருட்களின் ஓட்டத்தால் உருவாகும் திரவ இயக்க அழுத்தம் ஆகியவையும் உள்ளன. சிறிய துளை. இந்த அழுத்தங்களில், நீராவி அழுத்தம் மட்டுமே சிறிய துளையின் திறப்பை பராமரிக்கிறது, மற்ற மூன்று சக்திகளும் சிறிய துளையை மூடுவதற்கு முயற்சி செய்கின்றன. வெல்டிங் செயல்பாட்டின் போது கீஹோலின் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க, நீராவி அழுத்தம் மற்ற எதிர்ப்பை சமாளிக்க மற்றும் சமநிலையை அடைய போதுமானதாக இருக்க வேண்டும், கீஹோலின் நீண்ட கால நிலைத்தன்மையை பராமரிக்கிறது. எளிமைக்காக, கீஹோல் சுவரில் செயல்படும் சக்திகள் முக்கியமாக நீக்குதல் அழுத்தம் (உலோக நீராவி பின்னடைவு அழுத்தம்) மற்றும் மேற்பரப்பு பதற்றம் என்று பொதுவாக நம்பப்படுகிறது.

கீஹோலின் உறுதியற்ற தன்மை

பின்னணி: லேசர் பொருட்களின் மேற்பரப்பில் செயல்படுகிறது, இதனால் அதிக அளவு உலோகம் ஆவியாகிறது. பின்வாங்கல் அழுத்தம் உருகிய குளத்தின் மீது அழுத்துகிறது, கீஹோல்கள் மற்றும் பிளாஸ்மாவை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக உருகும் ஆழம் அதிகரிக்கிறது. நகரும் செயல்பாட்டின் போது, ​​லேசர் கீஹோலின் முன் சுவரைத் தாக்குகிறது, மேலும் லேசர் பொருளைத் தொடர்பு கொள்ளும் நிலை, பொருளின் கடுமையான ஆவியாதல் ஏற்படுத்தும். அதே நேரத்தில், கீஹோல் சுவர் வெகுஜன இழப்பை அனுபவிக்கும், மேலும் ஆவியாதல் ஒரு பின்னடைவு அழுத்தத்தை உருவாக்கும், இது திரவ உலோகத்தின் மீது அழுத்தும், இதனால் கீஹோலின் உள் சுவர் கீழ்நோக்கி ஏற்ற இறக்கமாகி, கீஹோலின் அடிப்பகுதியை நோக்கி நகரும். உருகிய குளத்தின் பின்புறம். முன் சுவரில் இருந்து பின் சுவர் வரை திரவ உருகிய குளத்தின் ஏற்ற இறக்கம் காரணமாக, கீஹோலின் உள்ளே இருக்கும் அளவு தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கிறது, கீஹோலின் உள் அழுத்தமும் அதற்கேற்ப மாறுகிறது, இது தெளிக்கப்பட்ட பிளாஸ்மாவின் அளவு மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. . பிளாஸ்மா அளவின் மாற்றம் லேசர் ஆற்றலின் பாதுகாப்பு, ஒளிவிலகல் மற்றும் உறிஞ்சுதல் ஆகியவற்றில் மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது, இதன் விளைவாக லேசரின் ஆற்றலில் மாற்றம் ஏற்படுகிறது. முழு செயல்முறையும் மாறும் மற்றும் குறிப்பிட்ட கால இடைவெளியில், இறுதியில் ஒரு மரக்கட்டை வடிவ மற்றும் அலை அலையான உலோக ஊடுருவலை விளைவிக்கிறது, மேலும் மென்மையான சமமான ஊடுருவல் வெல்ட் இல்லை, மேலே உள்ள படம், வெல்டின் மையத்தின் குறுக்கு வெட்டுக் காட்சியாகும். வெல்டின் மையம், அத்துடன் கீஹோல் ஆழம் மாறுபாட்டின் நிகழ்நேர அளவீடுஐ.பி.ஜி-எல்.டி.டி.

கீஹோலின் நிலைத்தன்மை திசையை மேம்படுத்தவும்

லேசர் ஆழமான ஊடுருவல் வெல்டிங்கின் போது, ​​சிறிய துளையின் நிலைத்தன்மையானது துளையின் உள்ளே உள்ள பல்வேறு அழுத்தங்களின் மாறும் சமநிலையால் மட்டுமே உறுதிப்படுத்தப்படும். இருப்பினும், துளை சுவரால் லேசர் ஆற்றலை உறிஞ்சுதல் மற்றும் பொருட்களின் ஆவியாதல், சிறிய துளைக்கு வெளியே உலோக நீராவி வெளியேற்றம் மற்றும் சிறிய துளை மற்றும் உருகிய குளத்தின் முன்னோக்கி இயக்கம் அனைத்தும் மிகவும் தீவிரமான மற்றும் விரைவான செயல்முறைகள். சில செயல்முறை நிலைமைகளின் கீழ், வெல்டிங் செயல்பாட்டின் போது சில தருணங்களில், சிறிய துளையின் நிலைத்தன்மை உள்ளூர் பகுதிகளில் சீர்குலைந்து, வெல்டிங் குறைபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும். மிகவும் பொதுவான மற்றும் பொதுவானவை சிறிய துளை வகை போரோசிட்டி குறைபாடுகள் மற்றும் கீஹோல் சரிவினால் ஏற்படும் சிதறல் ஆகும்;

எனவே கீஹோலை எவ்வாறு உறுதிப்படுத்துவது?

கீஹோல் திரவத்தின் ஏற்ற இறக்கம் ஒப்பீட்டளவில் சிக்கலானது மற்றும் பல காரணிகளை உள்ளடக்கியது (வெப்பநிலைப் புலம், ஓட்டப் புலம், விசைப் புலம், ஒளிமின்னணு இயற்பியல்), இவை இரண்டு வகைகளாக சுருக்கமாகக் கூறலாம்: மேற்பரப்பு பதற்றம் மற்றும் உலோக நீராவி மறுசுழற்சி அழுத்தம்; உலோக நீராவியின் பின்னடைவு அழுத்தம் நேரடியாக கீஹோல்களின் தலைமுறையில் செயல்படுகிறது, இது கீஹோல்களின் ஆழம் மற்றும் அளவோடு நெருக்கமாக தொடர்புடையது. அதே நேரத்தில், வெல்டிங் செயல்பாட்டில் உலோக நீராவியின் மேல்நோக்கி நகரும் ஒரே பொருளாக, இது ஸ்பேட்டர் நிகழ்வோடு நெருக்கமாக தொடர்புடையது; மேற்பரப்பு பதற்றம் உருகிய குளத்தின் ஓட்டத்தை பாதிக்கிறது;

எனவே நிலையான லேசர் வெல்டிங் செயல்முறையானது, உருகிய குளத்தில் மேற்பரப்பு பதற்றத்தின் பரவல் சாய்வை அதிக ஏற்ற இறக்கம் இல்லாமல் பராமரிப்பதில் தங்கியுள்ளது. மேற்பரப்பு பதற்றம் வெப்பநிலை விநியோகத்துடன் தொடர்புடையது, மற்றும் வெப்பநிலை விநியோகம் வெப்ப மூலத்துடன் தொடர்புடையது. எனவே, கலப்பு வெப்பமூலம் மற்றும் ஸ்விங் வெல்டிங் ஆகியவை நிலையான வெல்டிங் செயல்முறைக்கான சாத்தியமான தொழில்நுட்ப திசைகளாகும்;

உலோக நீராவி மற்றும் கீஹோல் அளவு ஆகியவை பிளாஸ்மா விளைவு மற்றும் கீஹோல் திறப்பின் அளவு ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்த வேண்டும். பெரிய திறப்பு, பெரிய கீஹோல் மற்றும் உருகும் குளத்தின் கீழ் புள்ளியில் மிகக் குறைவான ஏற்ற இறக்கங்கள், இது ஒட்டுமொத்த கீஹோல் தொகுதி மற்றும் உள் அழுத்த மாற்றங்களில் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது; எனவே சரிசெய்யக்கூடிய ரிங் மோட் லேசர் (அனுலர் ஸ்பாட்), லேசர் ஆர்க் ரீகாம்பினேஷன், ஃப்ரீக்வென்சி மாடுலேஷன் போன்றவை விரிவாக்கப்படக்கூடிய திசைகள்.