ლაზერული საჭრელი აპარატის ჭრის სხვადასხვა მეთოდი

ლაზერული ჭრა არის უკონტაქტო დამუშავების მეთოდი, მაღალი ენერგიით და კარგი სიმკვრივის კონტროლით. ლაზერული ლაქა მაღალი ენერგიის სიმკვრივით იქმნება ლაზერის სხივის ფოკუსირების შემდეგ, რომელსაც ჭრის დროს მრავალი მახასიათებელი აქვს. ლაზერული ჭრის ოთხი განსხვავებული გზა არსებობს, რათა გაუმკლავდეთ სხვადასხვა სიტუაციებს.

1. დნება ჭრა 

ლაზერული დნობის ჭრის დროს, გამდნარ მასალას ჰაერის ნაკადის საშუალებით აგდებენ მას შემდეგ, რაც სამუშაო ცალი ადგილობრივი დნება. იმის გამო, რომ მასალის გადატანა ხდება მხოლოდ მის თხევად მდგომარეობაში, ამ პროცესს ლაზერული დნობის ჭრას უწოდებენ.
ლაზერის სხივი მაღალი სისუფთავის ინერტული საჭრელი გაზის საშუალებით მდნარ მასალას ტოვებს ნაპრალიდან, ხოლო გაზი თავად არ მონაწილეობს ჭრაში. ლაზერული დნობის ჭრას შეუძლია მიიღოს ჭრის უფრო მაღალი სიჩქარე, ვიდრე გაზიფიკაციის ჭრა. გაზიფიკაციისთვის საჭირო ენერგია, როგორც წესი, უფრო მაღალია, ვიდრე მასალის დნობისთვის საჭირო ენერგია. ლაზერული დნობის ჭრის დროს ლაზერის სხივი მხოლოდ ნაწილობრივ შეიწოვება. ჭრის მაქსიმალური სიჩქარე იზრდება ლაზერული სიმძლავრის ზრდასთან ერთად, ხოლო ფირფიტის სისქისა და მასალის დნობის ტემპერატურის მატებასთან ერთად თითქმის უკუპროპესი მცირდება. გარკვეული ლაზერის სიმძლავრის შემთხვევაში, შემზღუდველი ფაქტორია საჰაერო წნევა ჭრილზე და მასალის თერმული კონდუქტომეტრი. რკინისა და ტიტანის მასალებისათვის, ლაზერული დნობის ჭრას შეუძლია მიიღოს არაჟანგვითი ჩამჭრელები. ფოლადის მასალებისთვის, ლაზერის სიმკვრივე 104 w / cm2 და 105W / cm2 შორისაა.

2. ორთქლის ჭრა

ლაზერული გაზიფიკაციის ჭრის პროცესში, მასალის ზედაპირის ტემპერატურის სიჩქარე იმდენად სწრაფია, რომ მას შეუძლია თავიდან აიცილოს სითბოს გამტარობით გამოწვეული დნობა, ამიტომ ზოგიერთი მასალა ორთქლდება ორთქლში და ქრება, ზოგი მასალა კი დაშორებულია ქვედა საჭრელი ნაკერი დამხმარე გაზის ნაკადის საშუალებით, როგორც ejecta. ამ შემთხვევაში საჭიროა ლაზერის ძალიან მაღალი სიმძლავრე.

იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული მასალის ორთქლი ჭრილ კედელზე კონდენსაცია, მასალის სისქე არ უნდა იყოს ბევრად მეტი, ვიდრე ლაზერის სხივის დიამეტრი. ამრიგად, ეს პროცესი მხოლოდ იმ პროგრამებისთვის არის შესაფერისი, სადაც თავიდან უნდა იქნას აცილებული გამდნარი მასალების მოცილება. სინამდვილეში, ეს პროცესი გამოიყენება მხოლოდ რკინის ბაზაზე შენადნობების გამოყენების ძალიან მცირე სფეროში.

პროცესი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი მასალებისთვის, როგორიცაა ხე და ზოგიერთი კერამიკა, რომლებიც არ არის გამდნარ მდგომარეობაში და, სავარაუდოდ, არ იძლევა მასალის ორთქლის ხელახალი შერწყმის საშუალებას. გარდა ამისა, ამ მასალებს, ჩვეულებრივ, უფრო სქელი ჭრის მისაღწევად უწევთ. ლაზერული გაზიფიკაციის ჭრის დროს, სხივის ოპტიმალური ფოკუსირება დამოკიდებულია მასალის სისქეზე და სხივის ხარისხზე. ლაზერული ენერგია და ორთქლის სითბო მხოლოდ გარკვეულ გავლენას ახდენს ოპტიმალურ ფოკუსურ მდგომარეობაზე. ჭრის მაქსიმალური სიჩქარე უკუპროპორციულია მასალის გაზიფიკაციის ტემპერატურისა, როდესაც ფირფიტის სისქე დაფიქსირდება. ლაზერის სიმძლავრის საჭირო სიმჭიდროვე მეტია 108W / cm2 და დამოკიდებულია მასალაზე, ჭრის სიღრმეზე და სხივის ფოკუსის პოზიციაზე. ფირფიტის გარკვეული სისქის შემთხვევაში, ვთქვათ, რომ საკმარისია ლაზერის სიმძლავრე, ჭრის მაქსიმალური სიჩქარე შემოიფარგლება გაზის რეაქტიული სიჩქარით.

3. კონტროლირებადი მოტეხილობის ჭრა

მყიფე მასალებისთვის, რომლებიც ადვილად ზიანდება სითბოთი, მაღალსიჩქარიანი და კონტროლირებადი ჭრა ლაზერული სხივის გათბობით, ეწოდება მოტეხილობის კონტროლირებად ჭრას. ამ ჭრის პროცესის მთავარი შინაარსია: ლაზერის სხივი ათბობს მტვრევადი მასალის მცირე არეს, რაც იწვევს დიდ თერმულ გრადიენტს და სერიოზულ მექანიკურ დეფორმაციას ამ მიდამოში, რაც იწვევს მასალაში ბზარების წარმოქმნას. სანამ შენარჩუნებულია ერთგვაროვანი გათბობის გრადიენტი, ლაზერის სხივს შეუძლია ბზარის წარმოქმნა ნებისმიერი სასურველი მიმართულებით.

4. ჟანგვის დნობის ჭრა (ლაზერული ფლეიმის ჭრა)

საერთოდ, ინერტული გაზი გამოიყენება დნობისა და ჭრისთვის. თუ მის ნაცვლად გამოიყენება ჟანგბადი ან სხვა აქტიური გაზი, მასალა აინთება ლაზერის სხივის დასხივების ქვეშ და წარმოიქმნება სითბოს სხვა წყარო ჟანგბადთან ინტენსიური ქიმიური რეაქციის გამო, რაც მასალებს კიდევ უფრო აცხელებს, რასაც ეწოდება დაჟანგვის დნობა და ჭრა. .

ამ ეფექტის გამო, იგივე სისქის სტრუქტურული ფოლადის ჭრის სიჩქარე შეიძლება იყოს უფრო მაღალი ვიდრე დნობის ჭრის. მეორეს მხრივ, ჭრის ხარისხი შეიძლება უარესი იყოს, ვიდრე დნობის ჭრა. სინამდვილეში, ეს გამოიწვევს უფრო ფართო ნაპრალებს, აშკარა უხეშობას, გაზრდილ სითბოს დაზარალებულ ზონას და უარეს პირას. ლაზერული ალის ჭრა არ არის კარგი ზუსტი მოდელების და მკვეთრი კუთხეების დამუშავებისას (არსებობს მკვეთრი კუთხეების დაწვის საშიშროება). პულსის რეჟიმის ლაზერები შეიძლება გამოყენებულ იქნას თერმული ეფექტის შესამცირებლად, ხოლო ლაზერის სიმძლავრე განსაზღვრავს ჭრის სიჩქარეს. გარკვეული ლაზერის სიმძლავრის შემთხვევაში, შემზღუდველი ფაქტორია ჟანგბადის მიწოდება და მასალის თერმული კონდუქტომეტრი.


გამოქვეყნების დრო: 21-20 დეკემბერი