Лазерлік сәулемен дәнекерлеу
Лазерлік сәулемен дәнекерлеу - жылу көзі ретінде жоғары энергиялық тығыздықтағы лазер сәулесін қолданатын жоғары тиімді және жоғары дәлдіктегі дәнекерлеу әдісі. Дәнекерлеуді лазердің үздіксіз немесе импульстік сәулелері арқылы жасауға болады. Лазерлік дәнекерлеу принциптеріне сәйкес процестерді одан әрі екіге бөлуге болады: жылу өткізгіштік дәнекерлеу және лазерлік терең дәнекерлеу. 104 ~ 105 Вт/см2 төмен қуат тығыздығы жылу өткізгіш дәнекерлеуге жатады. Бұл кезде баяу дәнекерлеу жылдамдығымен ену тереңдігі таяз; қуат тығыздығы 105 ~ 107 Вт/см2-ден жоғары болғанда, жылу әсерінен металл беті терең ену дәнекерлеуін қалыптастыру үшін ойықты «тесік» түріне айналдырады.
Мүмкіндіктер
Жылдам дәнекерлеу жылдамдығының және үлкен арақатынасының ерекшеліктері
Лазерлік сәулемен дәнекерлеу әдетте материалдарды қосуды аяқтау үшін үздіксіз лазер сәулелерін пайдаланады. Металлургиялық физикалық процесс электронды сәулелік дәнекерлеуге өте ұқсас, яғни энергияны түрлендіру механизмі «кілт-тесік» құрылымымен аяқталады.
Жеткілікті жоғары қуаттылық тығыздығы лазерлік сәулелену кезінде материал буланып, шағын тесіктер жасайды. Бумен толтырылған бұл кішкене тесік қара дене тәрізді, түскен сәуленің барлық дерлік энергиясын сіңіреді. Қуыстағы тепе-теңдік температурасы шамамен 2500С. Жылу жоғары температуралы қуыстың сыртқы қабырғасынан беріледі, қуысты қоршап тұрған металды балқытады. Шағын тесіктер жарық сәулесінің астында қабырға материалының үздіксіз булануы нәтижесінде пайда болатын жоғары температуралы бумен толтырылады.
Ұсақ саңылаулардың 4 қабырғасы балқыған металды, ал сұйық металл қатты материалды қоршап тұрады. (Кәдімгі дәнекерлеу процестерінде және лазерлік өткізгіштік дәнекерлеудің көпшілігінде энергия 1-ші болып табылады (дайындаманың бетіне қойылады, содан кейін тасымалдау арқылы ішкі жағына тасымалданады). Тесік қабырғасынан тыс сұйықтық ағыны және қабырға қабатының беткі керілуі саңылау қуысында үздіксіз пайда болатын бу қысымына сәйкес келеді және динамикалық тепе-теңдікті сақтайды. жарық сәулесі қозғалған кезде, шағын тесік әрқашан тұрақты ағын күйінде болады.
Яғни, кіші тесік және тесікті қоршап тұрған балқытылған металл жетекші сәуленің алға жылдамдығымен алға жылжиды. Балқытылған металл кішкене тесіктен қалған бос орынды толтырады, содан кейін конденсацияланады және дәнекерленген жік пайда болады. Жоғарыда аталған процестің барлығы соншалықты жылдам жүреді, дәнекерлеу жылдамдығы минутына бірнеше метрге оңай жетеді.
1. Лазерлік сәулемен дәнекерлеу - энергия көзі ретінде лазер сәулесін қолданатын және дәнекерленген қосылысқа әсер ететін балқыту дәнекерлеуі.
2. Лазер сәулесін жалпақ оптикалық элемент (мысалы, айна) бағыттауға болады, содан кейін сәуле шағылыстыратын фокустау элементі немесе линза арқылы дәнекерлеу тігісіне проекцияланады.
3. Лазерлік сәулемен дәнекерлеу контактісіз дәнекерлеу болып табылады. Жұмыс кезінде қысым қажет емес, бірақ балқытылған бассейннің тотығуын болдырмау үшін инертті газ қажет. Толтырғыш металл кейде пайдаланылады.
4. Лазерлік сәулелік дәнекерлеуді MIG дәнекерлеуімен біріктіріп, үлкен ену дәнекерлеуіне қол жеткізу үшін лазерлік MIG композиттік дәнекерлеуін қалыптастыруға болады, ал жылу енгізу MIG дәнекерлеуімен салыстырғанда айтарлықтай төмендейді.
Бағдарламалар
Лазерлік дәнекерлеу машинасы автомобильдер, кемелер, ұшақтар және жоғары жылдамдықты теміржол сияқты жоғары дәлдіктегі өндіріс салаларында кеңінен қолданылады. Бұл адамдардың өмір сүру сапасын едәуір жақсартты, сонымен қатар тұрмыстық техника өнеркәсібін дәл инженерияға айналдырды.
Плазмалық доғалық дәнекерлеу
Плазмалық доғалық дәнекерлеу дәнекерлеу жылу көзі ретінде плазмалық доғаның жоғары энергиялық тығыздық сәулесін пайдаланатын балқыту дәнекерлеу әдісіне жатады. Дәнекерлеу кезінде иондық газ (иондық доғаны құрайтын) және қорғаныс газы (балқыған бассейн мен дәнекерлеу тігісін ауаның зиянды әсерінен қорғау үшін) таза аргон болып табылады. Плазмалық доғалық дәнекерлеуде қолданылатын электродтар әдетте вольфрам электродтары болып табылады және кейде металмен (дәнекерлеу сымы) толтырылуы керек. Әдетте, тұрақты токқа оң қосылу әдісі қолданылады (вольфрам штангасы теріс электродқа қосылған). Сондықтан плазмалық доғалық дәнекерлеу негізінен қысу әсері бар вольфрамды газдан қорғалған дәнекерлеу болып табылады.
Плазмалық доғалық дәнекерлеу энергия концентрациясы, жоғары өнімділік, жылдам дәнекерлеу жылдамдығы, аз кернеу деформациясы және тұрақты электрлік оқшаулау сипаттамаларына ие және жұқа тақталар мен қорап материалдарын дәнекерлеуге жарамды. Ол әсіресе әр түрлі отқа төзімді, оңай тотығатын және ыстыққа сезімтал металдар үшін қолайлы (мысалы, вольфрам, молибден, мыс, никель, титан және т.б.).
Газ доғаның қызуымен диссоциацияланады және сумен салқындатылатын саптама арқылы жоғары жылдамдықпен өткенде сығылады, энергия тығыздығы мен диссоциациялану дәрежесі артады, плазмалық доға түзеді. Оның тұрақтылығы, жылулық құндылығы және температурасы жалпы доғадан жоғары, сондықтан оның ену және дәнекерлеу жылдамдығы жоғары. Плазма доғасын құрайтын газ және оның айналасындағы қорғаныс газы әдетте таза аргонды пайдаланады. Әртүрлі дайындамалардың материалдық қасиеттеріне байланысты кейбіреулер гелийді, азотты, аргонды немесе екеуінің қоспасын пайдаланады.
Мүмкіндіктер
1. Микросәулелік плазмалық доғалық дәнекерлеу фольгалар мен жұқа пластиналарды дәнекерлеуге болады.
2. Шағын саңылау әсерімен ол бір жақты дәнекерлеуді және екі жақты еркін қалыптауды жақсырақ жүзеге асыра алады.
3. Плазма доғасының жоғары энергия тығыздығы, жоғары доға бағанының температурасы және күшті ену қабілеті бар. Ол 10-ға қол жеткізе алады12mm конусты дәнекерлеусіз қалың болат. Оны бір уақытта екі жақты қалыптау арқылы дәнекерлеуге болады. Дәнекерлеу жылдамдығы жылдам, өнімділігі жоғары, кернеу деформациясы аз.
4. Жабдық салыстырмалы түрде күрделі, газды тұтыну үлкен, топта дайындаманың тазалығы мен тазалығына қатаң талаптар қойылады және ол тек ішкі дәнекерлеуге жарамды.
Бағдарламалар
Плазмалық дәнекерлеу өнеркәсіптік өндірістегі маңызды құралдардың бірі болып табылады, әсіресе мыс пен мыс қорытпасын, титан мен титан қорытпасын, легирленген болатты, тот баспайтын болатты, молибденді және басқа да аэроғарыштық металдарды дәнекерлеуге арналған, олар әскери және басқа да озық өнеркәсіпте, мысалы, титаннан жасалған зымырандар мен ұшқыштардан жасалған снарядтардың белгілі бір түрін өндіруде қолданылады.
Құны, техникалық қызмет көрсету және операциялық тиімділік
Өнеркәсіптік қолданбалар үшін лазер сәулесімен дәнекерлеу мен плазмалық доғалық дәнекерлеу арасындағы технологияларды таңдауды салыстыруға қатысты кейбір факторларға шығындар, техникалық қызмет көрсету және пайдалану тиімділігі жатады.
Шығындарды талдау
Лазерлік сәулемен дәнекерлеу жоғары бастапқы инвестицияны қажет етеді, өйткені жабдық плазмалық доғалық дәнекерлеумен салыстырғанда күрделі. Жалпы өнеркәсіптік лазерлік дәнекерлеу жүйелерінің құны әдетте жоғары болады $200,000, ал плазмалық доғалық дәнекерлеу жүйелерінің құны диапазонында бір жерде болады $10,000 үшін $50,000. Дегенмен, LBW өңдеу жылдамдығының жоғарылауы, сондай-ақ дәнекерлеуден кейінгі минималды өңдеудің арқасында ұзақ мерзімді шығындарды айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік береді. Плазмалық дәнекерлеу жұмысын жалғастыру үшін шығын материалдарының жоғары құнына ие болуы мүмкін.
Техникалық қызмет көрсету талаптары
Электродтар мен газ шүмектері сияқты тұтынылатын бөлшектер жиі тозатындықтан, плазмалық доғалық дәнекерлеу жүйелері әдетте жиірек техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Керісінше, лазерлік дәнекерлеу жүйелері азырақ шығын материалдарын қажет етеді, бірақ олардың оптикасы мен лазерлік көздері кейде тазалауды және қайта калибрлеуді қажет етеді. Лазерлік көздер дұрыс күтіммен жұмыс істемей тұрып, 20,000 сағаттан артық жұмыс істей алады. Плазма жүйелері қарапайым болғанымен, шығын материалдары тозғандықтан жиі үзілістерге ұшырауы мүмкін.
Операциялық тиімділік
Лазердің дәнекерлеу әдістері әлдеқайда жылдам және дәлірек, жұқа материалдарда минутына 10 метр жылдамдыққа жетеді, сондықтан жаппай өндіріс үшін өте қолайлы. Ол сондай-ақ өте аз жылу әсер ететін аймақтарды шығарады, осылайша материалдың минималды бұрмалануын қамтамасыз етеді, осылайша өнімнің сапасын жақсартады. Плазмалық дәнекерлеу қалыңырақ материалдарда тиімді, бірақ жылдамдығы төменірек, әдетте тегістеу сияқты дәнекерленген тігістерді тазалау үшін қосымша әрлеуді қажет етеді.
Лазерлік сәулемен дәнекерлеу алдын-ала жоғары инвестициялық шығындарды талап еткенімен, оның тиімділігі мен техникалық қызмет көрсетудің сирек қажеттілігі ұзақ мерзімді перспективада, әсіресе жоғары дәлдікті қажет ететін қолданбалар үшін шығындардан пайда әкеледі. Плазмалық доғалық дәнекерлеу әлі де аз күрделі жұмыстар мен кішірек операциялар үшін жақсы.
