Дасан зохицох чадварыг шийдвэрлэхийн тулд голчлон давхар цацрагт гагнуурын аргыг санал болгож байналазер гагнууругсралтын нарийвчлал, гагнуурын үйл явцын тогтвортой байдлыг сайжруулах, гагнуурын чанарыг сайжруулах, ялангуяа нимгэн хавтан гагнуур, хөнгөн цагаан хайлшаар гагнуур хийх. Давхар цацрагт лазер гагнуур нь гагнуурын зориулалтаар ижил лазерыг хоёр тусдаа гэрлийн цацраг болгон салгах оптик аргыг ашиглаж болно. Мөн CO2 лазер, Nd:YAG лазер болон өндөр хүчин чадалтай хагас дамжуулагч лазер гэсэн хоёр өөр төрлийн лазерыг хослуулах боломжтой. нэгтгэж болно. Цацрагийн энерги, цацраг хоорондын зай, тэр ч байтугай хоёр цацрагийн эрчим хүчний хуваарилалтын хэв маягийг өөрчилснөөр гагнуурын температурын талбарыг эвтэйхэн, уян хатан тохируулж, нүхний оршин тогтнох хэв маяг, хайлсан усан сан дахь шингэн металлын урсгалын хэв маягийг өөрчлөх боломжтой. , гагнуурын процессыг илүү сайн шийдлээр хангах. Сонголт хийх асар том орон зай нь нэг цацрагт лазер гагнууртай харьцуулшгүй юм. Энэ нь лазер гагнуурын том нэвтрэлт, хурдан хурд, өндөр нарийвчлалтай давуу талтай төдийгүй ердийн лазер гагнуураар гагнахад хэцүү материал, холболтод дасан зохицох чадвар сайтай.
-ийн зарчимдавхар цацрагт лазер гагнуур
Давхар цацраг гагнуур гэдэг нь гагнуурын явцад хоёр лазерын цацрагийг нэгэн зэрэг ашиглахыг хэлнэ. Цацрагийн зохион байгуулалт, цацрагийн зай, хоёр цацрагийн хоорондох өнцөг, фокусын байрлал, хоёр цацрагийн энергийн харьцаа зэрэг нь давхар цацрагт лазер гагнуурын холбогдох тохиргоо юм. параметр. Ердийн үед гагнуурын явцад давхар цацрагийг зохион байгуулах хоёр арга байдаг. Зурагт үзүүлснээр нэг нь гагнуурын чиглэлийн дагуу цуваагаар байрлуулсан байна. Энэ зохицуулалт нь хайлсан усан сангийн хөргөлтийн хурдыг бууруулж чадна. Гагнуурын хатуурлын хандлагыг бууруулж, нүх сүв үүсэхийг бууруулдаг. Нөгөө нь гагнуурын цоорхойд дасан зохицох чадварыг сайжруулахын тулд гагнуурын хоёр талд зэрэгцүүлэн эсвэл хөндлөн байрлуулах явдал юм.
Давхар цацрагийн лазер гагнуурын зарчим
Давхар цацраг гагнуур гэдэг нь гагнуурын явцад хоёр лазерын цацрагийг нэгэн зэрэг ашиглахыг хэлнэ. Цацрагийн зохион байгуулалт, цацрагийн зай, хоёр цацрагийн хоорондох өнцөг, фокусын байрлал, хоёр цацрагийн энергийн харьцаа зэрэг нь давхар цацрагт лазер гагнуурын холбогдох тохиргоо юм. параметр. Ердийн үед гагнуурын явцад давхар цацрагийг зохион байгуулах хоёр арга байдаг. Зурагт үзүүлснээр нэг нь гагнуурын чиглэлийн дагуу цуваагаар байрлуулсан байна. Энэ зохицуулалт нь хайлсан усан сангийн хөргөлтийн хурдыг бууруулж чадна. Гагнуурын хатуурлын хандлагыг бууруулж, нүх сүв үүсэхийг бууруулдаг. Нөгөө нь гагнуурын цоорхойд дасан зохицох чадварыг сайжруулахын тулд гагнуурын хоёр талд зэрэгцүүлэн эсвэл хөндлөн байрлуулах явдал юм.
Тандем зохион байгуулалттай хос цацрагт лазер гагнуурын системийн хувьд доорх зурагт үзүүлсэн шиг урд болон хойд цацрагийн хоорондох зайнаас хамааран гурван өөр гагнуурын механизм байдаг.
1. Эхний төрлийн гагнуурын механизмд гэрлийн хоёр цацрагийн хоорондох зай харьцангуй том байна. Нэг гэрлийн туяа нь илүү их энергийн нягтралтай бөгөөд гагнуурын гол нүх гаргахын тулд ажлын хэсгийн гадаргуу дээр төвлөрдөг; нөгөө гэрлийн туяа нь бага эрчим хүчний нягттай. Гагнуурын өмнөх болон гагнуурын дараах дулааны боловсруулалтанд зөвхөн дулааны эх үүсвэр болгон ашигладаг. Энэхүү гагнуурын механизмыг ашиглан гагнуурын цөөрмийн хөргөлтийн хурдыг тодорхой хязгаарт хянах боломжтой бөгөөд энэ нь өндөр нүүрстөрөгчийн ган, хайлштай ган гэх мэт өндөр ан цав мэдрэмтгий зарим материалыг гагнахад тустай бөгөөд бат бөх чанарыг сайжруулдаг. гагнуурын.
2. Хоёр дахь төрлийн гагнуурын механизмд хоёр гэрлийн цацрагийн хоорондох фокусын зай харьцангуй бага байна. Хоёр гэрлийн цацраг нь гагнуурын цөөрөмд бие даасан хоёр цооног үүсгэдэг бөгөөд энэ нь шингэн металлын урсгалын хэв маягийг өөрчилж, таталтаас сэргийлэхэд тусалдаг. Энэ нь ирмэг, гагнуурын ирмэгийн товойлт зэрэг согогийг арилгах, гагнуурын формацийг сайжруулах боломжтой.
3. Гурав дахь төрлийн гагнуурын механизмд гэрлийн хоёр цацрагийн хоорондох зай маш бага байна. Энэ үед хоёр гэрлийн цацраг нь гагнуурын цөөрөмд ижил цоорхойг үүсгэдэг. Нэг цацрагт лазер гагнууртай харьцуулахад түлхүүрийн нүхний хэмжээ томорч, хаахад хялбар биш, гагнуурын процесс илүү тогтвортой, хий ялгарахад хялбар байдаг нь нүх сүв, цацралтыг багасгах, тасралтгүй, жигд, сайхан гагнуурууд.
Гагнуурын явцад хоёр лазер туяаг бие биенээсээ тодорхой өнцгөөр хийж болно. Гагнуурын механизм нь зэрэгцээ давхар цацраг гагнуурын механизмтай төстэй. Туршилтын үр дүнгээс харахад лазер туяа нь бие биенээсээ 30 ° өнцгөөр, 1 ~ 2 мм зайтай өндөр хүчин чадалтай хоёр OO-г ашигласнаар юүлүүр хэлбэртэй түлхүүрийн нүх олж авах боломжтой. Түлхүүрийн нүхний хэмжээ нь илүү том бөгөөд илүү тогтвортой бөгөөд энэ нь гагнуурын чанарыг үр дүнтэй сайжруулж чадна. Практик хэрэглээнд гэрлийн хоёр цацрагийн харилцан хослолыг янз бүрийн гагнуурын процесст хүрэхийн тулд янз бүрийн гагнуурын нөхцлийн дагуу өөрчилж болно.
6. Давхар цацрагийн лазер гагнуурыг хэрэгжүүлэх арга
Давхар цацрагийг хоёр өөр лазер туяаг нэгтгэх замаар олж авах эсвэл нэг лазер туяаг оптик спектрометрийн системийг ашиглан гагнах зориулалттай хоёр лазер туяанд хувааж болно. Гэрлийн цацрагийг өөр өөр чадалтай хоёр зэрэгцээ лазер туяа болгон хуваахын тулд спектроскоп эсвэл тусгай оптик системийг ашиглаж болно. Зурагт гэрэл хуваах зарчмуудын хоёр бүдүүвч диаграммыг харуулж байна.
Нэмж дурдахад тусгагчийг мөн цацраг задлагч болгон ашиглаж болох ба оптик зам дахь сүүлчийн тусгал нь цацрагийг задлагч болгон ашиглаж болно. Энэ төрлийн цацруулагчийг дээврийн төрлийн цацруулагч гэж бас нэрлэдэг. Түүний цацруулагч гадаргуу нь тэгш гадаргуу биш, харин хоёр хавтгайгаас бүрддэг. Хоёр цацруулагч гадаргуугийн огтлолцлын шугам нь зурагт үзүүлсэн шиг дээврийн нуруутай төстэй толин тусгал гадаргуугийн дунд байрладаг. Спектроскоп дээр параллель гэрлийн туяа тусч, өөр өөр өнцгөөр хоёр хавтгайд тусч, хоёр гэрлийн цацраг үүсгэх ба фокусын толины янз бүрийн байрлалд тусдаг. Анхаарал хандуулсны дараа ажлын хэсгийн гадаргуу дээр тодорхой зайд хоёр гэрлийн цацрагийг олж авдаг. Хоёр тусгалын гадаргуугийн хоорондох өнцөг болон дээврийн байрлалыг өөрчилснөөр өөр өөр фокусын зай, зохион байгуулалттай гэрлийн цацрагийг хуваах боломжтой.
Хоёр өөр төрлийг ашиглах үедлазер туяа to давхар цацраг үүсгэдэг, олон тооны хослолууд байдаг. Гауссын эрчим хүчний хуваарилалт бүхий өндөр чанарын CO2 лазерыг үндсэн гагнуурын ажилд ашиглаж болох ба дулааны боловсруулалтын ажилд туслахын тулд тэгш өнцөгт эрчим хүчний хуваарилалт бүхий хагас дамжуулагч лазерыг ашиглаж болно. Нэг талаас, энэ хослол нь илүү хэмнэлттэй байдаг. Нөгөөтэйгүүр, хоёр гэрлийн цацрагийн хүчийг бие даан тохируулах боломжтой. Хамтарсан янз бүрийн хэлбэрийн хувьд лазер ба хагас дамжуулагч лазерын давхцах байрлалыг тохируулах замаар тохируулж болох температурын талбарыг олж авах боломжтой бөгөөд энэ нь гагнахад маш тохиромжтой. Процессын хяналт. Нэмж дурдахад YAG лазер болон CO2 лазерыг давхар туяа болгон гагнуур хийх, тасралтгүй лазер болон импульс лазерыг гагнуур хийх, мөн төвлөрсөн туяа болон фокусгүй туяаг гагнуурын ажилд нэгтгэх боломжтой.
7. Давхар цацрагийн лазер гагнуурын зарчим
3.1 Цайрдсан хуудсыг давхар цацрагт лазераар гагнах
Цайрдсан ган хуудас нь автомашины үйлдвэрлэлд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг материал юм. Ган хайлах цэг нь ойролцоогоор 1500 ° C байхад цайрын буцалгах температур ердөө 906 ° C байна. Тиймээс хайлуулах гагнуурын аргыг ашиглах үед ихэвчлэн цайрын уур их хэмжээгээр үүсдэг бөгөөд энэ нь гагнуурын процессыг тогтворгүй болгодог. , гагнуур дахь нүх сүв үүсгэх. Өвөр үений хувьд цайрдсан давхаргын дэгдэмхийжилт нь зөвхөн дээд ба доод гадаргуу дээр төдийгүй үе мөчний гадаргуу дээр үүсдэг. Гагнуурын явцад цайрын уур нь зарим хэсэгт хайлсан усан сангийн гадаргуугаас хурдан гадагшилдаг бол бусад хэсэгт цайрын уур нь хайлсан усан сангаас гарахад хэцүү байдаг. Усан сангийн гадаргуу дээр гагнуурын чанар маш тогтворгүй байдаг.
Давхар цацрагт лазер гагнуур нь цайрын уураас үүдэлтэй гагнуурын чанарын асуудлыг шийдэж чадна. Нэг арга нь цайрын уурыг гадагшлуулахын тулд хоёр цацрагийн энергийг боломжийн дагуу тохируулах замаар хайлсан усан сангийн оршин тогтнох хугацаа, хөргөлтийн хурдыг хянах явдал юм; нөгөө арга нь цайрын уурыг урьдчилан цоолох эсвэл ховилоор гаргах. 6-31-р зурагт үзүүлснээр CO2 лазерыг гагнахад ашигладаг. YAG лазер нь CO2 лазерын урд байрладаг бөгөөд цооног өрөмдөх эсвэл ховил гаргахад ашиглагддаг. Урьдчилан боловсруулсан нүх эсвэл ховил нь дараагийн гагнуурын явцад үүссэн цайрын уурыг гадагшлуулах замыг хангаж, хайлсан усан санд үлдэх, согог үүсгэхээс сэргийлдэг.
3.2 Хөнгөн цагааны хайлшийг давхар цацрагт лазераар гагнах
Хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн материалын онцгой гүйцэтгэлийн шинж чанараас шалтгаалан лазер гагнуурыг ашиглахад дараах хүндрэлүүд гарч ирдэг [39]: хөнгөн цагаан хайлш нь лазерыг шингээх чадвар багатай, СО2 лазер туяаны гадаргуугийн анхны тусгал 90% -иас давсан; хөнгөн цагааны хайлш лазер гагнуурын давхаргууд нь үйлдвэрлэхэд хялбар байдаг Сүвэрхэг байдал, хагарал; гагнуурын үед хайлшийн элементүүдийг шатаах гэх мэт Нэг лазер гагнуурыг ашиглах үед түлхүүрийн нүхийг тогтоох, тогтвортой байдлыг хадгалахад хэцүү байдаг. Давхар цацрагт лазер гагнуур хийх нь нүхний хэмжээг ихэсгэж, нүхийг хаахад хүндрэл учруулдаг бөгөөд энэ нь хий ялгаруулахад тустай. Энэ нь хөргөлтийн хурдыг бууруулж, нүх сүв, гагнуурын ан цав үүсэхийг багасгадаг. Гагнуурын үйл явц нь илүү тогтвортой бөгөөд цацралтын хэмжээ багасдаг тул хөнгөн цагааны хайлшийг давхар цацрагаар гагнах замаар олж авсан гагнуурын гадаргуугийн хэлбэр нь нэг цацраг гагнуураас хамаагүй дээр юм. 6-32-р зурагт 3 мм-ийн зузаантай хөнгөн цагаан хайлшаар хийсэн тулгаа гагнуурын гагнуурын давхаргын СО2 нэг цацрагт лазер болон давхар цацрагт лазер гагнуурын гагнуурын харагдах байдлыг харуулав.
Судалгаанаас үзэхэд 2 мм зузаантай 5000 цувралын хөнгөн цагаан хайлшийг гагнах үед хоёр дам нурууны хоорондох зай 0.6~1.0мм байх үед гагнуурын процесс харьцангуй тогтвортой, нүхний нүх томордог нь магнийн ууршилт, гадагшлах үйл явцад тустай байдаг. гагнуурын үйл явц. Хэрэв хоёр цацрагийн хоорондох зай хэтэрхий бага байвал нэг цацрагийн гагнуурын процесс тогтвортой биш байх болно. Хэрэв зай хэт том бол гагнуурын нэвтрэлт нь 6-33-р зурагт үзүүлсэн шиг нөлөөлнө. Үүнээс гадна хоёр цацрагийн энергийн харьцаа нь гагнуурын чанарт ихээхэн нөлөөлдөг. 0.9 мм-ийн зайтай хоёр цацрагийг гагнуурын зориулалтаар цувралаар байрлуулах үед өмнөх ба дараах хоёр цацрагийн энергийн харьцаа 1: 1-ээс их байхаар өмнөх цацрагийн энергийг зохих ёсоор нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Гагнуурын хурд өндөр байх үед гагнуурын давхаргын чанарыг сайжруулж, хайлах талбайг ихэсгэж, гөлгөр, үзэсгэлэнтэй гагнуурын давхаргыг олж авахад тустай.
3.3 Тэгш бус зузаантай хавтангийн давхар цацраг гагнуур
Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд ихэвчлэн өөр өөр зузаан, хэлбэртэй хоёр ба түүнээс дээш металл хавтанг гагнах шаардлагатай байдаг. Ялангуяа автомашины үйлдвэрлэлд тусгайлан гагнасан хоосон зайг хэрэглэх нь улам бүр өргөн тархаж байна. Янз бүрийн үзүүлэлт, гадаргуугийн бүрээс эсвэл шинж чанар бүхий хавтанг гагнах замаар бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, хэрэглээний материалыг багасгаж, чанарыг бууруулж болно. Янз бүрийн зузаантай хавтангийн лазер гагнуурыг ихэвчлэн самбар гагнуурт ашигладаг. Гол асуудал бол гагнаж буй хавтанг өндөр нарийвчлалтай ирмэгээр урьдчилан хийж, өндөр нарийвчлалтай угсрах ёстой. Тэгш бус зузаантай хавтангийн давхар цацраг гагнуурыг ашиглах нь хавтангийн цоорхой, тулгаа үе, харьцангуй зузаан, хавтангийн материалын янз бүрийн өөрчлөлтөд дасан зохицож чаддаг. Энэ нь илүү том ирмэг ба завсар хүлцэл бүхий хавтанг гагнаж, гагнуурын хурд болон гагнуурын чанарыг сайжруулж чадна.
Shuangguangdong-ийн тэгш бус зузаантай хавтанг гагнах үйл явцын үндсэн параметрүүдийг зурагт үзүүлсэн шиг гагнуурын параметр ба хавтангийн параметрүүдэд хувааж болно. Гагнуурын параметрүүд нь хоёр лазерын цацрагийн хүч, гагнуурын хурд, фокусын байрлал, гагнуурын толгойн өнцөг, давхар цацрагийн тулгаа холболтын цацрагийн эргэлтийн өнцөг, гагнуурын офсет гэх мэт. Самбарын параметрүүдэд материалын хэмжээ, гүйцэтгэл, шүргэх нөхцөл, хавтангийн завсар орно. , г.м. Хоёр лазерын цацрагийн хүчийг янз бүрийн гагнуурын зориулалтаар тусад нь тохируулж болно. Тогтвортой, үр ашигтай гагнуурын процессыг хангахын тулд голчлон байрлал нь нимгэн хавтангийн гадаргуу дээр байрладаг. Гагнуурын толгойн өнцгийг ихэвчлэн 6. орчим байхаар сонгодог. Хэрэв хоёр хавтангийн зузаан нь харьцангуй том бол эерэг гагнуурын толгойн өнцгийг ашиглаж болно, өөрөөр хэлбэл, лазерыг зурган дээр харуулсан шиг нимгэн хавтан руу хазайлган; хавтангийн зузаан харьцангуй бага үед гагнуурын толгойн сөрөг өнцгийг ашиглаж болно. Гагнуурын офсет нь лазерын фокус ба зузаан хавтангийн ирмэгийн хоорондох зайгаар тодорхойлогддог. Гагнуурын офсетийг тохируулснаар гагнуурын хонхорхойн хэмжээг багасгаж, сайн гагнуурын хөндлөн огтлолыг авах боломжтой.
Их хэмжээний цоорхойтой хавтанг гагнахдаа давхар цацрагийн өнцгийг эргүүлэх замаар үр дүнтэй халаалтын диаметрийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Гагнуурын дээд хэсгийн өргөнийг хоёр лазер туяаны үр дүнтэй цацрагийн диаметр, өөрөөр хэлбэл цацрагийн эргэлтийн өнцгөөр тодорхойлно. Эргэлтийн өнцөг их байх тусам давхар цацрагийн халаалтын хүрээ илүү өргөн, гагнуурын дээд хэсгийн өргөн нь илүү их байх болно. Хоёр лазер туяа нь гагнуурын процесст өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг. Нэг нь голчлон давхаргыг нэвтлэх, нөгөө нь голчлон зузаан хавтангийн материалыг хайлуулж цоорхойг нөхөхөд ашигладаг. Зураг 6-35-д үзүүлснээр эерэг цацрагийн эргэлтийн өнцгийн дор (урд талын цацраг нь зузаан хавтан дээр, хойд цацраг нь гагнуур дээр үйлчилдэг) урд талын цацраг нь зузаан хавтан дээр тусч, материалыг халааж, хайлуулах ба дараах нэг Лазер туяа нэвтрэлтийг бий болгодог. Урд талын анхны лазер туяа нь зузаан хавтанг хэсэгчлэн хайлуулж чаддаг боловч гагнуурын процесст ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг, учир нь энэ нь зөвхөн зузаан хавтангийн хажуу талыг хайлуулж, цоорхойг илүү сайн дүүргэхээс гадна хамтарсан материалыг урьдчилан холбодог. Дараах дам нурууг холбогчоор гагнах нь илүү хялбар бөгөөд хурдан гагнах боломжийг олгодог. Сөрөг эргэлтийн өнцөг бүхий давхар цацраг гагнуурын үед (урд талын цацраг нь гагнуур дээр, арын цацраг нь зузаан хавтан дээр ажилладаг) хоёр цацраг нь яг эсрэг нөлөөтэй байдаг. Өмнөх цацраг нь үеийг хайлуулж, сүүлчийн цацраг нь зузаан хавтанг хайлуулж дүүргэнэ. цоорхой. Энэ тохиолдолд урд талын цацраг нь хүйтэн хавтангаар гагнах шаардлагатай бөгөөд гагнуурын хурд нь эерэг цацрагийн эргэлтийн өнцгийг ашиглахаас бага байдаг. Мөн өмнөх цацрагийн урьдчилан халаах нөлөөгөөр сүүлчийн цацраг нь ижил хүчээр илүү зузаан хавтанг хайлах болно. Энэ тохиолдолд сүүлчийн лазер туяаны хүчийг зохих ёсоор багасгах хэрэгтэй. Харьцуулбал, эерэг цацрагийн эргэлтийн өнцгийг ашиглах нь гагнуурын хурдыг зохих ёсоор нэмэгдүүлж, сөрөг цацрагийг эргүүлэх өнцгийг ашигласнаар цоорхойг илүү сайн дүүргэх боломжтой. Зураг 6-36-д гагнуурын хөндлөн огтлолын цацрагийн янз бүрийн өнцгийн нөлөөллийг харуулав.
3.4 Том зузаан хавтанг давхар цацрагт лазераар гагнах Лазерын чадлын түвшин, цацрагийн чанар сайжирснаар том зузаан хавтанг лазераар гагнах ажил бодитой болсон. Гэсэн хэдий ч өндөр хүчин чадалтай лазерууд нь үнэтэй бөгөөд том зузаан хавтанг гагнах нь ихэвчлэн дүүргэгч металл шаарддаг тул бодит үйлдвэрлэлд тодорхой хязгаарлалтууд байдаг. Хос цацрагт лазер гагнуурын технологийг ашигласнаар лазерын хүчийг нэмэгдүүлээд зогсохгүй үр дүнтэй халаалтын диаметрийг нэмэгдүүлэх, дүүргэгч утсыг хайлуулах чадварыг нэмэгдүүлэх, лазерын гол нүхийг тогтворжуулах, гагнуурын тогтвортой байдлыг сайжруулах, гагнуурын чанарыг сайжруулах боломжтой.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 4-р сарын 29
