Лазер гагнуурын цацрал үүсэх механизм ба дарах схем

Гагнуурын согогийн тодорхойлолт: Гагнуурын үед цацагдах нь гагнуурын явцад хайлсан цөөрмөөс гарч буй хайлсан металлын дусал юм. Эдгээр дусал нь эргэн тойрны ажлын гадаргуу дээр унаж, гадаргуу дээр барзгар, тэгш бус байдал үүсгэж, мөн хайлсан цөөрмийн чанар алдагдахад хүргэж, гагнуурын гадаргуу дээр хонхорхой, дэлбэрэлтийн цэг болон гагнуурын механик шинж чанарт нөлөөлдөг бусад согог үүсгэж болзошгүй.

Гагнуурын явцад цацагдах нь гагнуурын явцад хайлсан цөөрмөөс гарч буй хайлсан металлын дусал юм. Эдгээр дусал нь эргэн тойрны ажлын гадаргуу дээр унаж, гадаргуу дээр барзгар, тэгш бус байдал үүсгэж, мөн хайлсан цөөрмийн чанар алдагдахад хүргэж, гагнуурын гадаргуу дээр хонхорхой, дэлбэрэлтийн цэг болон гагнуурын механик шинж чанарт нөлөөлдөг бусад согог үүсгэж болзошгүй.

Ус цацах ангилал:

Жижиг цацралт: Гагнуурын давхаргын ирмэг болон материалын гадаргуу дээр хатууралтын дуслууд гарч ирдэг бөгөөд энэ нь голчлон гадаад төрх байдалд нөлөөлж, гүйцэтгэлд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй; Ерөнхийдөө ялгах хил хязгаар нь дусал нь гагнуурын давхаргын хайлалтын өргөний 20%-иас бага байх явдал юм;

Их хэмжээний цацралт: Чанарын алдагдал гарч, гадаргуу дээр хонхорхой, дэлбэрэлтийн цэг, зүсэлт гэх мэт хэлбэрээр илэрдэг.гагнуурын оёдол, энэ нь жигд бус стресс болон суналт үүсгэж, гагнуурын давхаргын гүйцэтгэлд нөлөөлж болзошгүй. Гол анхаарал нь эдгээр төрлийн согог дээр төвлөрдөг.

Ус цацах үйл явц:

Хайлсан металлыг өндөр хурдатгалын улмаас хайлсан цөөрөмд гагнуурын шингэний гадаргуутай ойролцоогоор перпендикуляр чиглэлд шахах замаар цацагдах нь цацагдах үзэгдэл юм. Үүнийг доорх зурагт тодорхой харж болно, шингэн багана нь гагнуурын хайлмалаас дээш өргөгдөж, дусал болж задарч, цацагдах үзэгдэл үүсгэдэг.

Ус цацагдах үзэгдэл

Лазер гагнуурдулаан дамжуулалт ба гүн нэвтрэлтийн гагнуур гэж хуваагддаг.

Дулаан дамжуулалтын гагнуур нь бараг л цацагдах тохиолдолгүй: Дулаан дамжуулалтын гагнуур нь голчлон материалын гадаргуугаас дотор тал руу дулаан дамжуулах үйл явцыг хамардаг бөгөөд үйл явцын явцад бараг цацагдах зүйл үүсдэггүй. Энэ үйл явц нь металлын хүчтэй ууршилт эсвэл физик металлургийн урвалд ордоггүй.

Гүн нэвтрэлтийн гагнуур нь цацрал үүсэх гол нөхцөл юм: Гүн нэвтрэлтийн гагнуур нь лазер нь материал руу шууд хүрч, дулааныг түлхүүрийн нүхээр дамжуулан материал руу дамжуулдаг бөгөөд процессын урвал нь эрчимтэй байдаг тул цацрал үүсэх гол нөхцөл болдог.

Дээрх зурагт үзүүлсэнчлэн, зарим эрдэмтэд лазер гагнуурын үед түлхүүрийн нүхний хөдөлгөөний төлөвийг ажиглахын тулд өндөр температурт тунгалаг шилтэй хослуулан өндөр хурдны гэрэл зургийг ашигладаг. Лазер нь үндсэндээ түлхүүрийн нүхний урд хананд хүрч, шингэнийг доош урсгаж, түлхүүрийн нүхийг тойрч, хайлсан цөөрмийн сүүл хэсэгт хүрдэг болохыг тогтоожээ. Лазерыг түлхүүрийн нүхний дотор хүлээн авсан байрлал нь тогтмол биш бөгөөд лазер нь түлхүүрийн нүхний дотор Френел шингээлтийн төлөвт байна. Үнэндээ энэ нь хайлсан цөөрмийн шингэний оршин тогтнолыг хадгалж, олон хугарал ба шингээлтийн төлөв юм. Үйл явц бүрийн үед лазерын хугарлын байрлал нь түлхүүрийн нүхний хананы өнцөгтэй хамт өөрчлөгдөж, түлхүүрийн нүх мушгирах хөдөлгөөний төлөвт ордог. Лазерын цацрагийн байрлал хайлж, ууршиж, хүчээр нөлөөлж, деформацид ордог тул перисталтик чичиргээ урагшилдаг.

Дээр дурдсан харьцуулалт нь өндөр температурт тунгалаг шилийг ашигласан бөгөөд энэ нь үнэндээ хайлсан цөөрмийн хөндлөн огтлолын харагдацтай тэнцүү юм. Эцсийн эцэст хайлсан цөөрмийн урсгалын төлөв байдал нь бодит байдлаас өөр юм. Тиймээс зарим эрдэмтэд хурдан хөлдөөх технологийг ашигласан. Гагнуурын процессын явцад хайлсан цөөрөм нь түлхүүрийн нүхний доторх агшин зуурын төлөвийг олж авахын тулд хурдан хөлддөг. Лазер нь түлхүүрийн нүхний урд хананд хүрч, шат үүсгэж байгааг тодорхой харж болно. Лазер нь энэ шатны ховил дээр үйлчилж, хайлсан цөөрмийг доош урсгахад түлхэж, лазерын урагшлах хөдөлгөөний үеэр түлхүүрийн нүхний зайг дүүргэж, улмаар жинхэнэ хайлсан цөөрмийн түлхүүрийн нүхний доторх урсгалын ойролцоо урсгалын чиглэлийн диаграммыг олж авдаг. Баруун зурагт үзүүлсэнчлэн, шингэн металлыг лазераар абляци хийх замаар үүссэн металлын буцах даралт нь шингэн хайлсан цөөрмийг урд ханыг тойрон гарахад хүргэдэг. Түлхүүрийн нүх нь хайлсан цөөрмийн сүүл рүү хөдөлж, ар талаас усан оргилуур шиг дээшээ хөөрч, сүүл хайлсан цөөрмийн гадаргуу дээр цохино. Үүний зэрэгцээ гадаргуугийн хурцадмал байдлаас (гадаргуугийн хурцадмал байдлын температур бага байх тусам нөлөөлөл ихэсдэг) ​​шалтгаалан хайлсан сүүлний цөөрөм дэх шингэн металл нь гадаргуугийн хурцадмал байдлаас болж хайлсан цөөрмийн ирмэг рүү чиглэн тасралтгүй хатуурдаг. Ирээдүйд хатуурч болох шингэн металл нь түлхүүрийн нүхний сүүл хүртэл буцаж эргэлддэг гэх мэт.

Лазерын түлхүүрийн нүхний гүн нэвтрэлтийн гагнуурын бүдүүвч диаграмм: A: Гагнуурын чиглэл; B: Лазер туяа; C: Түлхүүрийн нүх; D: Металл уур, плазм; E: Хамгаалалтын хий; F: Түлхүүрийн нүхний урд хана (хайлуулахаас өмнө нунтаглах); G: Хайлсан материалын түлхүүрийн нүхний замаар дамжин хэвтээ урсгал; H: Хайлмал цөөрмийн хатууралтын интерфейс; I: Хайлмал цөөрмийн доош чиглэсэн урсгалын зам.

Хураангуй:

Лазер ба материалын харилцан үйлчлэлийн процесс: Лазер нь материалын гадаргуу дээр үйлчилж, эрчимтэй абляци үүсгэдэг. Материалыг эхлээд халааж, хайлуулж, ууршуулдаг. Эрчимтэй ууршуулах процессын үед металлын уур дээшээ хөдөлж, хайлсан цөөрөмд доош чиглэсэн буцах даралтыг өгч, улмаар түлхүүрийн нүх үүсгэдэг. Лазер нь түлхүүрийн нүхэнд орж, олон ялгаруулалт болон шингээлтийн процессыг явуулж, түлхүүрийн нүхийг хадгалж металлын уурыг тасралтгүй нийлүүлдэг; Лазер нь голчлон түлхүүрийн нүхний урд хананд үйлчилдэг бөгөөд ууршилт нь голчлон түлхүүрийн нүхний урд хананд явагддаг. Буцах даралт нь шингэн металлыг түлхүүрийн нүхний урд хананаас түлхэж, түлхүүрийн нүхийг тойрон хайлсан цөөрмийн сүүл рүү хөдөлдөг. Түлхүүрийн нүхний эргэн тойронд өндөр хурдтай хөдөлж буй шингэн нь хайлсан цөөрөмд дээшээ цохиж, өргөгдсөн долгион үүсгэдэг. Дараа нь гадаргуугийн хурцадмал байдлаас шалтгаалан ирмэг рүү хөдөлж, ийм мөчлөгөөр хатуурдаг. Цацрал нь голчлон түлхүүрийн нүхний нүхний ирмэг дээр үүсдэг бөгөөд урд ханан дээрх шингэн металл нь түлхүүрийн нүхийг тойрон өндөр хурдтайгаар хөдөлж, арын хананы хайлсан цөөрмийн байрлалд нөлөөлдөг.