Лазерийн боодолтонд гарч болох ердийн асуудлууд ба усны хөргөлтөөр тэдгээрийг хэрхэн шийдвэрлэх вэ?

Халууны цугласан үйлчилгээ Лазерийн боолтын чанар

Нийтлэг дутагдлуудын танилцуулга: Хар зузаан, цоорхой, трещин, шүрээ, захын газрын гүнзгийрэл, боолтын хазайлт

Лазерийн боолтын үед илүүдэл халуун цуглахад эцсийн бүтээгдэхүүний бүтцийг сулруулдаг жинхэнэ асуудлууд үүсдэг. Хэт халуун нь хайлж буй материал задрах тул хар шугам үүсдэг. Металл хурдан хөрөх үед хийн пузырууд х trappedрэгдэхэд түүхийлэл үүсдэг бөгөөд концентрацтай дулааны стресс бүхий хэсэгт жижигхэн трещины шаргалтууд үүсдэг. Шатах төвөгтэй асуудал бол хайлж буй металлын жижиг дусал лазерын боолтын агуулахнаас цацаж гарах бөгөөд ихэвчлэн хэт халуун эсвэл тогтворгүй болох үед тохиолддог. Илүү их халах нь янз бүрийн хэсгүүд ижил бус хурдтай тэлэх тул доод талын хонхор, боолтын хазайлт илүү их асуудал болдог. Эдгээр бүх асуудлууд олон салбарт лазерийн боолтын хэрэглээнд зөв халуунд хяналт тавих нь яагаад ч ийм хэцүү байдаг талаар зааж өгдөг.

Илүүдэл халуун лазерын цахилгааны хүч чадал ба боолтын тогтвортой байдлыг хэрхэн тогтворгүй болгодог вэ

Хэрэв температур хэт өндөр бол диод, оптик элементүүд гэх мэт лазерын доторх чухал хэсгүүдийн ажиллагаанд сөрөг нөлөө үзүүлж, цахилгааны түвшин маш ихэд хэлбэлзэх буюу заримдаа нийт +/– 10 хувь хүрч болно. Өнгөрсөн жилийн судалгаа сонирхолтой зүйлийг харуулсан байна: хэрэв резонатор 45 С-ээс дээш халвал лазерын цацраг зөв фокусдохгүй болох бөгөөд нарийвчлал нь ойролцоогоор 32%-иар буурдаг. Дараа нь юу болох вэ? Ажиллаж буй материал дээр нь бүрэн шатааж хаясан эсвэл бараг л хүрээгүй газрууд гарч ирнэ. Энэ нь гадаргуугийнхаа дагуу дулаан дамжуулах чадвар ялгаатай байдаг тодорхой металл хайлшийг ашиглах үед томоохон асуудал болдог.

Процессын хазайлтыг болон чанар алдагдахыг урьдчилан сэргийлэхэд дулаан зохицуулах үүрэг

Усанд хөргөгч систем нь лазерын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ихэвчлэн дээр доошоо ойролцоогоор 1.5 С хэмийн хязгаарт тэдгээрийн төгс температурын мужид байлгадаг. Эдгээр систем нь минутанд 25 литр хүртэлх усыг системийн дотор дамжуулж чадах цацрагийн битүү цахилгаан хэлхээ ашигладаг бөгөөд энэ нь дулааны хазайлтын асуудлыг үнэхээр багасгадаг. Ийм идэвхтэй хөргөлтийн шийдлийг пассивтай харьцуулахад, ихэнх үйлдвэрлэгчид нийт процессийн тогтвортой байдлыг ойролцоогоор 80-90% сайжруулсан гэж мэдэгдэж байна. Монголын өгөгдлөөр, орчин үеийн усанд хөргөгч лазерийн боолтын машинууд бүх 8 цагийн сменд туршид зарим нь 99.7% хүртэл нарийвчлалтай боолтуудыг хийж чадаж байгааг харуулж байна учир нь тэдгээр нь зовижиж буй дулааны деформацаас страдалдаагүй. Хамгийн сайн тохируулгууд одоо боолтын агуурах явагдаж буй зүйлийг ажиглаж, шаардлагатай үед хөргөлтийн параметрүүдийг бодит цагт автоматаар тохируулдаг ухаалаг алгоритмуудтай ирдэг.

Халаасан бүс болон деформацийг багасгах Усны эрэлттэй лазерийн багтаамжийн машинаас Системийн

Тэгш бус хөргөлтөөс үүдэлтэй ХАБ-ийн үүсэх механизм болон материал буллингар болох

Хайчлалтын үед дулаан жигд тархаж байхгүй бол материалын янз бүрийн хэсэгт хүчдэл уламжлагдан бий болно. Энэ тэнцвэргүй халаалт нь бидний ихэвчлэн дулааны нөлөөллийн бүс (HAZ) гэж нэрлэдэг зонийг өргөжүүлж, хөргөсний дараа деталиуд муруйжих шалтгаан болдог. Тодорхой цэгүүд 650 хэмийн Цельс болон түүнээс дээш халснаар жинхэнэ асуудал гардаг бөгөөд энэ нь чадлын түвшинг илүү өндөрт тохируулдаг үйлдвэрлэлийн орчинд ихэвчлэн тохиолддог. Ийм экстремаль температурт термал хурелт нь машин биеийн хавтангууд шиг зузаан багатай металл хэсгүүдийг метр тутамдаа ойролцоогоор хагас миллиметриар муруйлгаж чаддаг. Энэ нь нарийн инженерчлэгдсэн компонентуудыг хооронд нь суурилуулах гэхэд ихээхэн ямар нэгэн ач холбогдолгүй мэт санагдаж болзошгүй юм. Усанд хөргөгдөх лазерын хайчлалтын машинууд нь ажлын бүсээс илүүдэл дулааныг тасралтгүй зайлуулдаг тул энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг. Эдгээр системүүд нь хайчлалтын цэврүүний температурыг ойролцоогоор плюс минус 25 хэмийн Цельс дотор тогтвортой байлгаж чаддаг. Үр дүнд нь энэ нь ердийн агаарт хөргөгдөх тоног төхөөрөмжүүдтэй харьцуулахад ийм төрлийн хүчдэлийн градиентийг ойролцоогоор дөчин хүртэл жаран хувь хүртэл бууруулдаг. Нарийн тусгалын хязгаартай үйлдвэрлэгчдийн хувьд энэ нь үйлдвэрлэлийн чанар, үр ашгийг сайжруулахад маш их ялгааг бий болгодог.

Жишээ: Автомашины бүрэлдэхүүнд үүсэх урвалыг багасгахын тулд усан хүйтэн систем ашиглах

2023 онд Европын томоохон автомашины үйлдвэрт хийсэн туршилтаар усаар хүйтэн систем нь алюмины батарейн савдыг элсүүлэхэд урвалыг 72%-иар бууруулж чадах талаар харуулсан. Энэ нь температурыг гурван үе шаттайгаар хянах явдал юм. Эхлээд тэд үндсэн материалыг 18 градус хүртэл хүйтэн болгосон. Дараа нь шүхрийн талбайг 22 градусын орчимд тогтвортой байлгав. Эцэст нь, тэд түүнийг эгнээнээс хойш минутын дотор 10 градус хурдтайгаар удаагүй хүйтэн болгосон. Энэ арга нь 1.5 метр урттай бүтэн хуудас дагуух 0,12 мм-ийн зайд орсон элсүүлэгүүдийг бий болгосон. Энэ хэмжээний нарийвчлал нь өнөөгийн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн монтаж үйлдвэрүүдэд шаардагдах хэмжээнээс ч илүү юм.

Дулааныг үр дүнтэй зохицуулах замаар хашаа, сацалт, цайраг арилгах

Хөлжилт болон хийний халдвар: Өндөр дулаан, тогтворгүй ургамалны савтай холбоотой шалтгаан

Нийлмэл хайлшны хувьд ихэвчлэн 1,200°C-с дээш температуртай үед илүүдэл хэмжээний дулаан орж ирэх нь хурдан хатаж буй үе шатанд хийн пузыруудыг барихад хүргэдэг. Дулаан тогтворгүй байдал нь цахилгаан шүлтлэг болон хүчилтөрөгчийн агаартай хийлэгнүүдийг нунтаг бүсэд нэвтрүүлэхэд нөлөөлж, нягтшилын хүчийг суллах хоосон зайнууд үүсгэдэг.

Хэрхэн Усны эрэлттэй лазерийн багтаамжийн машинаас Хамгийн өндөр температурыг удирдах замаар тохируулга нь пузыр үүсэхийг бууруулдаг

Усанд хөргөгч лазерын нягтлах машин системүүд битүү тойрог хөргөлтийн тусламжтайгаар нягтлах бүсийн температурыг ±15°C хязгаарт хадгалдаг. Цэгцгүй дахин халахийг саатуулах нь цайр эсвэл магни зэрэг нисдэг хайлшийн элементүүдийн ууршихийг багасгадаг бөгөөд эдгээр нь хийн пузыр үүсэх үндсэн шалтгаан болдог.

Ахмад хөргөлтийн тусламжтайгаар лазерын чадлын тогтвортой байдлыг болон системийн найдвартай байдлыг хангах

Оптик ба диодыг ихээр халах: Чадал хэлбэлзэх, ажиллагаа зогсох гол шалтгаан

Лазер диод болон оптик хэсгүүд ойролцоогоор 40 градус Цельсийн хэтэрч халаж эхлэх үед тэдгээрийн үр ашгийн хувь хурдан буурдаг. 2024 оны өндөр чадалтай лазерын тайлангийн мэдээгээр ийм нөхцөлд цахилгааны хэмжээний хэлбэлзэл нь дунджаар ±15% хүрч болохыг зааж өгсөн. Дараа нь тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаанд ихээхэн асуудал үүсдэг. Халуун нь эдгээр мэдрэг линзийн давхаргуудыг хурдан задлахад хүргэдэг бөгөөд ингэснээр долгионы урт өөрчлөгдөх, материалд нэвтрэх гүн тэгш бус болох зэрэг олон асуудалд хүргэдэг. Ийм учраас одоо ихэнх үйлдвэрлэгчид лазерийн боовруурынхаа хөргөлтийн системд усны хөргөлтийг ашигладаг болсон. Эдгээр систем нь багаж хэрэгслийг зорилтот температураас зөвхөн нэг градус Цельсийн зайнд ажиллуулж чаддаг бөгөөд машинууд өдөр шөнө тууштай ажиллаж байх үед ч туяаны чанарыг тогтвортой хадгалахад маш их ялгаа гаргадаг.

Агаар ба усны хөргөлттэй лазерийн боовруурын өндөр ачааллын горимд үзүүлэх ажиллагаа

идэвхтэй шүүлтүүр, олон шатлалт усны хөргөлттэйгээр засвар үйлчилгээний цагийг 40%-иар бууруулах

Зөвхөн 5 хэсэг нарийн бохирдлын жин нь зөвхөн 300 цагийн ажиллагааны дараа л дулаан солилцуурын үр ашгийг ойролцоогоор 30%-иар бууруулж чадна. Одоогийн үед зах зээл дээрх маш сайн системүүд ультра ягаан туяаны стерилизаци, 10 мкм-ийн нарийн шүүлтүүр, хоёр шаттай зөөлөн хөргөгч зэрэг олон технологийг нэгтгэж, усны эсэргүүцлийг 1 мегаом/см-ийн түвшинд буюу түүнээс дээш хадгалж чаддаг. Энэ талаар өнгөн металл хэсгийн нэг үйлдвэрт уг жилийн өмнө хийсэн судалгаанд илэрч байсан ба үр дүнд нь тэдний хувьд төлөвлөгөөгүй зогсолт нийт үйлдвэрлэлийн цагийн 11%-оос буурч 4%-д хүрсэн. Мөн энерги зарцуулалтыг бараг 20%-иар бууруулж, үйл ажиллагааны төсөвт томоохон ялгааг гаргасан.

Хамгийн сайн арга хэмжээ: Давхардсан сенсор болон урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээ

Шийдвэршилтэй цэгүүд дээрх хоёрдогч температурын сенсорууд нь цахилгаан насосны эрт үеийн гэмтлийн 92%-ийг илрүүлж, бодит цагт шалгалт хийх боломжийг олгоно. Урсгалын сенсорыг машин сургалтын загваруудтай интеграцлах нь даралтын заагийг давахаас 50 цагийн өмнө шүүлтүүрийн ханасан байдлыг урьдчилан таамаглах боломжийг олгоно. Энэ идэвхтэй арга хэмжээ нь тогтмол завсартай үед засвар үйлчилгээ хийхтэй харьцуулахад хөлдөөгчийн алдагдлыг 60%-иар бууруулна.

Түгээмэл асуулт

Лазерын боолтын үед халуун цугласнаас үүсэх ердийн дутагдалт чанарууд юу вэ?

Ердийн дутагдалт чанаруудад хар наалт, цэвэршүү, трещин, цацраг, доогуур боолт, боолтын хазайлт орно. Эдгээр асуудлууд нь ихэвчлэн жигд бус халах, илүүдэл дулааны стрессээс үүсдэг.

Температурын тогтвортой байдал нь лазерын боолтын чанарыг хэрхэн нөлөөлөх вэ?

Температурын тогтвортой байдал нь цахилгааны хувьсах, боолтын жигд бус байдал зэрэг асуудлыг саатуулахад маш чухал бөгөөд энэ нь материалд дутагдал үүсгэж, боолтын үйл явцад үр ашгийг бууруулж болно.

Усанд хөргөгч лазерын боолтын системүүд боолтын үр дүнд хэрхэн сайжруулах вэ?

Усанд хөргөгч систем нь нарийвчлалтай температурын хяналттой байдаг тул цоорхой, трещин зэрэг дутагдалд хүргэхгүй, материалын муруйралтыг багасгаж, нийтлэг цугласан чанарыг сайжруулдаг.

Лазерын бүрэлдэхүүн хэсгийн хэт халалтын нөлөө юу вэ?

Диод, оптик гэх мэт лазерын бүрэлдэхүүн хэсгийн хэт халалт нь үр ашгийг бууруулах, цахилгааны хүчийг хэлбэлзэх, системийн ажиллагааг зогсох, тоног төхөөрөмжинд эвдрэл учруулах эрсдэлийг үүсгэдэг.