Sabit Su Soyuduculu Lazerlərlə Qalın Plitələrin Hazması

NİYƏ Soyudulmuş Lazerlər Etibarlı Qalın Plastik Yığılması üçün Vacibdir

İstilik İdarəetmə Məhdudiyyətləri: Niyə Hava ilə Soyudulan Lazerlər 20 mm-dən Artıq Plastik Qalınlığında İşləmir

20 mm-dən qalın lövhələrlə işləyərkən, hava ilə soyudulan lazer sistemləri istilik həddinə çox tez çatır. Dərin nüfuzedici vərəkdə yaranan istiliyin idarə edilməsi üçün passiv soyutma kifayət qədər deyil. Nə baş verir? Birincisi, şüanın forması pozulur, güc sabit olmayır və bahalı optik komponentlər gözləniləndən xeyli sürətlə keyfiyyətini itirməyə başlayır. Məsələn, standart 1500 vat güclü hava ilə soyudulan bir lazeri götürək – bu cihaz, istilik səviyyəsi artıq təhlükəli həddə çatmamışdan və şüa keyfiyyəti əhəmiyyətli dərəcədə düşməmişdən əvvəl, keçiddə təxminən 1,5–2 mm qalınlığa qədər olan bir vərək hazırlaya bilir. Lakin bu 20 mm həddini keçdiyimiz an, temperatur dalğalanmaları tamamilə nəzarətdən çıxır və bu da nəticələrin bərabərsizliyinə, həm iş parçasına, həm də avadanlığa potensial zərər yetirilməsinə səbəb olur.

• Şüanın fokusunun pozulmasına səbəb olan istilik linzası effekti
• Tez-tez əvəzetmə tələb edən sürətlənmiş optik aşınması
• Davamlı iş rejimində güc çıxışının 15%-dən çox düşməsi

Bu problemlər dövriyyə müddətini 70%-ə qədər artıraraq, birləşməmə, porozlik və deformasiya riskini yüksəldən çoxaddımlı strategiyalara məcbur edir. Əksinə, su ilə soyudulan lazerlər komponentlərin temperaturunu ±0,5°C daxilində saxlamaq üçün aktiv soyutmadan istifadə edir ki, bu da qalın bölmələrdə sabit, yüksək güc üzə çıxır.

Sənaye Təsdiqi: Q690 Polad Üzərində 12 kV Su ilə Soyudulan Lazerin İstismarı

12 kV su ilə soyudulan lazer sistemi, mədən avadanlıqlarında və konstruktiv infrastrukturda geniş yayılmış olan 30 mm Q690 yüksək möhkəmlikli poladda tam nüfuzedici bir birləşdirmə əldə etdi və qəti performans üstünlüyünü nümayiş etdirdi. Sınaqlar təsdiq etdi:

• 2,4 m/dəq hərəkət sürətində sabit açar dəlik formalaşması
• Sinxronlaşdırılmış puls modulyasiyası sayəsində porozlik səviyyəsinin 0,2%-dən aşağı olması
• ənənəvi qövsvari vərəqçiliklə müqayisədə istilik təsir zonasının (HAZ) eninin 38% azalması

Sistem uzun işləmə zamanı təxminən 98% güc sabitliyini saxladı, bu da hava ilə soyudulan qurğularda adətən müşahidə olunan narahat edici çıxış enmələrindən xilas olmağa kömək edir. Temperatur dalğalanmalara pis reaksiya verən Q690 kimi materiallar üçün bu cür sabit performans xüsusi önəm kəsb edir, çünki bərabərsiz istilik çatlamalara səbəb ola bilər. Testdən sonra alınan nümunələrə baxdıqda, təxminən eyni dənə strukturu müşahidə etmək olar və onların gərginlik möhkəmliyi təxminən 540 MPa təşkil edir. Bu, həm ASME Section IX, həm də EN 15614-1 standartlarının ağır yüklər altında olan hissələr üçün tələb etdiyindən daha yaxşıdır.

Su ilə soyudulan lazerlərlə Sabit Açar Deliyi Birləşdirməsi ilə Tam Penetrasiyanın Əldə Edilməsi

30–50 mm Poladda Defektsiz Açar Delyaları üçün Güc Sıxlığı Həddi və Şüa Sabitliyi Tələbləri

Qalın poladda düzgün bir açar deliyi başlamaq üçün hər kvadrat santimetrə ən azı 1,5 MV güc sıxlığı lazımdır. Lakin 3,0 MV/sm²-dən artıq gedilsə, işlər çox tez sabitsizləşir. Burada su ilə soyudulan lazerlər faydalı olur. Onlar bu 30-dan 50 mm-ə qədər olan qalın bölmələrdən keçərkən davamlı buxar kanallarını saxlamaq üçün lazım olan 0,1 ilə 0,3 mm arası kiçik fokal ləkəsini saxlaya bilir. Həmçinin şüa gücü çox dəyişməməlidir. Tədqiqatlar göstərir ki, Q690 polad hissələrində bu dəyər 2%-dən yuxarı çıxdıqda, porozluq problemləri təxminən 40% artır. 40 mm dərin kəsilərlə işləyərkən aşağı tezlikli şüa titrəmələrindən istifadə etmək böyük fərq yaradır. 50 Hz və ya daha aşağı tezlikdə, hərəkət həddi 1 mm-dən böyük olmayan dalğalanmalar ərimiş metalın daha yaxşı axmasına kömək edir və püskürmə problemlərini azaldır. Ən yaxşı tərəfi isə proses zamanı açar dəliyin strukturuna təsir etməməsidir.

Porozluğu və Püskürməni Aradan Qaldırmaq üçün İmpuls Modulyasiyası və Soyutma-Sinxronlaşdırılmış Şüa Təchizatı

Pulsed waveform-lar soyuducu mayenin hərəkət dövrləri ilə sinxronlaşdıqda, bu, istiliyin zədələnməsinin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına kömək edir. Laboratoriya şəraitində aparılan testlər göstərir ki, bu metod porozluğu təxminən 60% qədər azalda bilir. 100-dən 500 Hz-ə qədər olan puls modulyasiyası, açar dəlik divarlarının sabit saxlanılmasında və buxar kisələrinin tutulmasının qarşısının alınmasında mühüm rol oynayır. Soyuducunun axınının pik nöqtəsində lazer şüasının verilməsinin düzgün zamana uyğunlaşdırılması, emal səthində gücün bərabər saxlanılmasını təmin edir. Bu koordinasiya edilmiş tədbirlər püskürmə səviyyəsini kvadrat santimetrə beş hissəcikdən az endirir ki, bu da olduqca təsir bağışlayıcıdır. Bundan əlavə, bu metodla istilik təsir zonası sinxronizasiya olunmamış sistemlərlə müqayisədə təxminən 22% qədər kiçilir. Bu, 30 mm-dən çox qalınlıqda olan yüksək möhkəmliyə malik ərintilərlə işləyən hər kəs üçün xüsusi dəqiqliyin vacib olduğu hallarda xüsusilə önəmlidir.

Dəqiq Su Soyudmalı Lazer Nəzarəti ilə İstilik Təsir Zonasının və Deformasiyanın Minimuma Endirilməsi

HAZ Azalma Metrikləri: 25 mm Qalınlıqda 8 kW Su Soyudmalı Lazerlə 38% Azalma Əldə Edildi

Yaxşı temperatur idarəetməsi su soyudmalı lazerləri istilik təsir zonasını (HAZ) daraltmaq və qalın materialları qaynaq edərkən deformasiyanı azaltmaq baxımından çox daha yaxşı edir ki, bu da qalın hissələrlə işləyərkən mexaniki xassələrin saxlanılmasına kömək edir. 25 mm qalınlıqda olan lövhələr üzərində keçirilən testlərdə bu sistemlər köhnə üsullara nisbətən HAZ enini təxminən 38% azaltdı. Bu, praktik tətbiqlər üçün nə deməkdir? Material kritik yerlərdə möhkəm qalır. Testlər göstərdi ki, qaynaq xəttindən yalnız 1,5 mm məsafədə sərtlik səviyyəsi ilk dəyərin təxminən 95%-ni saxlayıb, beləliklə emal olunan detalın bütövlüyü ənənəvi metodlar gözlənilən qədər pozulmur.

Bu dəqiqliyi təmin edən üç bir-birindən asılı amil var:

• Istilik rejimi : Qapalı dövrəli soyuducu maye sistemi lazer diaodlarının temperaturunu ±0,5°C daxilində saxlayır
• Enerji Sıxlığının Optimallaşdırılması : Yüksək dəqiqlikli şüa fokusuna malik olmaq istiliyin təsirini məhdudlaşdırır və yan tərəflərə yayılmasını əngəlləyir
• Proses Stabilitesi : 2%-dən az güc dalğalanması yerli temperatur artımını və bərabərsiz genişlənməni qarşısını alır

Nəticədə, ASME BPVC və DNV-OS-F101 standartları ilə tənzimlənən təzyiq balonları, dəniz platformaları və digər yüksək səmərəli tətbiqlər üçün su ilə soyudulan lazerlərin zəruri olmasına səbəb olan növbəti elektrik qaynağı prosesində düzəliş əməliyyatlarının sayı 60% qədər azalır.

Lazer çıxışının sabitliyindən tutmuş qaynaq bütövlüyünə qədər proses sabitliyinin təmin edilməsi

Qalın lövhələrin vərəq üzərində işıqlandırma zamanı etibarlı nəticə əldə etmək yalnız lazerə deyil, həm də bütün prosesə sabitliyin təmin edilməsini tələb edir. Su ilə soyutma istiliyi idarə etməkdə müəyyən dərəcədə kömək etsə də, həqiqi sabitlik üç əsas amilin davamlı olaraq birgə işləməsindən asılıdır: lazer çıxışının sabit saxlanması, vərəq üzərində işıqlandırmanın başlamasından əvvəl materialların düzgün hazırlanması və iş gedərkən adaptasiya qabiliyyətinə malik olan idarəetmə sistemləri. Müşahidələr göstərir ki, əgər güc səviyyəsi təxminən 1,5%-dən çox dalğalanarsa, 25 mm-dən qalın lövhələrdə tam olmayan birləşmə ehtimalı yüksəkdir. Ponemon İnstitutunun 2023-cü il hesabatına görə, bu cür defektlər əksər istehsal xətləri üçün illik təmir xərclərində təxminən 740 min ABŞ dolları itkilərə səbəb olur. Ən son adaptiv sistemlər indi temperaturu nəzarət olunan diaqlarla yanaşı, kənarları izləyən sensorlardan istifadə edir, bu da fokusun və gücün işıqlandırma prosesində avtomatik tənzimlənməsinə imkan verir. Bu, birləşmələr mükəmməl uyğunlaşmadıqda və ya səthlər yüngül fərqləndikdə belə, maye halında olan metal havzasının sabit saxlanılmasına kömək edir. Bu qapalı dövrlü idarəetmə sistemləri köhnə manual üsullarla müqayisədə deşiklər (porosity) problemini təxminən 60% azaldır. Birləşmələrin necə düzgün birləşdirilməsi ilə bağlı standart prosedurları, ekranlaşdırıcı qaz axını sürətlərini (argon və helium qarışıqlarından istifadə edərək dəqiqədə 18-22 litr optimal nəticə verir), müxtəlif vəziyyətlər üçün qeyd edilmiş parametrləri əlavə etməklə istehsalçılar daha yaxşı nəticələr əldə edirlər. Bu metodları tətbiq edən şirkətlər adətən deformasiya səbəbiylə yaranan israfı təxminən 35% azaldır və minlərlə işıqlandırma boyu penetrasiya dəqiqliyini ±0,2 mm daxilində saxlayır, bu da sənaye işıqlandırmasının sabitliyi ilə bağlı müxtəlif tədqiqatlarda təsdiqlənmişdir.

SSS

Hava ilə soyudulan lazerlər nəyə görə qalın lövhələrin yığılmasında effektiv deyil?

Hava ilə soyudulan lazerlər 20 mm-dən qalın lövhələrdə tez bir zamanda istilik həddinə çatır, bu da şüanın deformasiyasına və güc sabitliyinin azalmasına səbəb olur və nəticədə yığılma nəticələri bərabərsizlik göstərir.

Soyuq su ilə soyudulan lazerlər qalın lövhələrin yığılmasında necə fayda verir?

Suyu soyuducu lazerlər stabil temperaturu və güc çıxışını saxlamaq üçün aktiv soyutmadan istifadə edirlər və bu, qalın hissələrdə yüksək güclü tək keçidli yığılmanı imkanlandırır.

Qalın yığılmalarda su ilə soyudulan lazerlərin əsas performans meyarları hansılardır?

Əsas meyarlar sabit açar dəlik formalaşması, porozluq dərəcəsinin azaldılması və istilik təsir zolağının eninin minimuma endirilməsini əhatə edir ki, bu da keyfiyyət və konstruktiv bütövlüyü artırır.

Eyni vaxtlı soyuducu mayenin axını və impuls modulyasiyası necə yığılmanı yaxşılaşdırır?

Eyni vaxtlı axın istilik şokunu və porozluğu azaldır, impuls modulyasiyası isə açar dəliyin sabitliyini saxlayır və beləliklə yığılmanın keyfiyyətini və bərabərliyini artırır.