Импульсийн давтамжийн тохиргоо лазерийн тэмдэглэх чанарыг как бүүрхүүлд?

Зүүдлэг лазерийн тэмдэглэлд импульсийн давтамжийг ойлгох

Импульсийн давтамж гэж юу бөлөг, тэр энергийн тархалтыг хэрхэн хянах

Килогерц (кГц)-ээр хэмжсэн импульсийн давтамж нь үндсэндээ лазер импульс нь материалд секунд тутамд хэр олон удаа хүрч байгааг харуулж байна. Эрчим хүчний тархалтын тухайд тоонууд нэлээд чухал юм. 100-200 кГц гэх мэт өндөр давтамжтай үед энерги нь гадаргуугийн талбайд илүү жигд тархдаг. Энэ нь илүү сайн нягтралтай, илүү жигд тэмдэглэгээ хийхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь нарийн ширийн зүйл хамгийн чухал байдаг нарийн ширийн зүйлстэй ажиллахад бидэнд хэрэгтэй зүйл юм. Нөгөөтэйгүүр, 20-50 кГц-ийн хоорондох бага давтамж нь бүх энергийг цөөн боловч илүү хүчтэй импульс болгон хуримтлуулдаг. Энэ нь илүү гүнзгий сийлбэр хийх боломжийг олгодог ч бас нэг асуудал бий - гадаргуу нь барзгар болж, материалууд дулааны стрессийн зарим асуудалтай тулгарч магадгүй юм. Үйлдвэрлэгчид энэхүү төвөгтэй тэнцвэрийн цэгтэй байнга тулгардаг. Хэт өндөр давтамж нь энерги маш нимгэн тархаж, тодосгогч чанар буурч, ул мөрийг харахад хэцүү болдог гэсэн үг юм. Хангалттай давтамж байхгүй нь материалыг жигд бус арилгах, сийлбэрийн явцад тогтворгүй гүнд хүргэдэг.

Далайцийн давтамж vs. Далайцийн үргэлжлэх хугацаа: Дулааны удирдлагад нөхцлүүр параметрүүд

Харин далайцийн давтамж нь хэр их удаа энерги түүхүүлд, далайцийн үргэлжлэх хугацаа нь хэдэн цаг хүртэл хүртэл хүртэл — ихэвчлэн 20–200 наносекунд хооронд хэлбэлзд. Хамтдаа тэд нар тэмдэглэл үед дулааны динамикасыг тодорхойлд:

• Өндөр давтамж + богино далайцийн үргэлжлэх хугацаа нь дулааны цуглуулалтыг хамгийн бага бүрдүүлд, төмөр-никель хавтгай дээрх исэлдэлтийг дармуйн бүрдүүлд
• Бага давтамж + урт далайцийн үргэлжлэх хугацаа нь титан дээрх гүн тэмдэглэлд хяналттай шилжүүлсэн хайлан хоолойг хадгалд
  Давтамжийг хөдөлгөөний тоо гэж бод давтамж далайцийн үргэлжлэх хугацааг хөдөлгөөний урт гэж бод эхлэх боломжтой хугацаа . Хоёулаа сонгож тохируулж, алюминийн тусгай хавтгай подобных хийлд хаялт үүсэхийг саатуулд, мөн ирмүүдийн хурц бүрдүүлд, хэмжээний нарийн тодорхойлолтыг хадгалд.

Импульсийн давтамжийн үндэсний зүйлсийн цөмд бүртгэлт хачин шилдүүрт лазерийн чанарын үзүүлэлтүүд дээрх нөлөө

Импульсийн давтамж нь шилдүүрт лазерийн бүртгэлт үйлдлийн үед лазер-материалын харилцан үйлдлийг үндэсний түвшинд тодорхойлдог. Секунд тутамд хичнээн импульс илгээхийг тохируулан, операторууд дулааны оролтын тархалтыг нарийн тохируулдог — үүнээс шууд нөлөө үзүүлдөг: контраст, ирмүүдийн тодрол, гүн, ажиллагааны тогтвортой байдал.

Давтамжийн хүрээ дагуу контраст, ирмүүдийн хурц байдал, гадаргуугийн хөөрхөн байдал

Дойрх 5–20 кГц давтамжийн хүрээнд ажиллах үед энергия нь олон импульс дээр тархаж, үүнээс улмаар оройн чадал багасаж, гэтэдүүр гадаргуу дээр тун жигд өөрчлөлтүүд үүсгэж чадна. Үр дүн? Хурц, сайн контрасттой, цэвэр ирмүүдтэй тэмдэгтүүд. Аноджиралт алюминий дээр түүнээс илүү сайн ажилладаг, учир нь температур ихсэх үед түүнийг хаяж хаях магадлал бага байдаг. Гэтэдүүр, 15 кГц-с дээш давтамж дээр ажиллах үед асуудал хурдан гарч ирдэг. Тэмдэгтүүд тун тунхайрч, уншихад хүнд болж ирдэг, учир нь энергия тун хүндрүүн тархаж ирдэг. Нөгөө талаас, 1–5 кГц давтамж дээр ажиллах үед бүх энергия цөөн импульс дээр төвлөрдөг. Үүнээс бүхэлд нь хоолойн гадаргуу дээр гүнзгилүүр тэмдэглэл хийх үед илүү сайн ууршилт үүсдэг. Контраст илүү хүчтэр, гэтэдүүр операторууд тохируулалтуудыг анхааралтай хяналтанд держих ёстой, үүнээс бүхэлд нь халуун хүртэл материал деформацид орж, цэвэр шугамууд тунхайрч ирдэг.

Тэмдэглэлийн гүн ба абляцийн үр дүнтүүд: Доголдог хавчиг, дүүрэн хавчиг үзэгдэл

Материалын хасах үйлдэл нь импульсийн давтамжтай төвхөн холбоотой шугаман бус хязгаарын динамикаар дагуу явагдана:

• 2 кГц-аас доош давтамжид абляцины гүн нь импульс тутамд орж ирж буй энергийн хүчтэр хамаарна, бронз дээр дулаан цуглуулах үйлдэл точнотыг муудуулж эхлэх үед хүртэл 0.5 мм гүнд нүхлэх боломж олгоно.
• 10 кГц-аас дээш давтамжид импульсийн давхцал нь энергийн нөөцлөлтөөс хүртэл дүүрч, үр дүн бүүр бүүр багасаж, гүн нь тогтож, харин исэлдэх аюул нь өсөж ирнэ.
  Индустриал металлын ихэнх тохиолдолд үр ашигтай бүс нь 3–8 кГц бөхийн хооронд байдаг, ялгаруулалтын гүнийг хайлан урсгалын турбулентшинг (бүрхүүлийн хөдөлгөөн) тулан тэнцүүлж, микросоргогт үүсэх хэмжээг ультра-бага давтамжид харьцуулж хүртэл 40%-иар бүүр бүүр багасгаж, зургийн нарийн төвөнхөнгүйн чанар ба тогтмунд нь хоосон газар үлдээлгүй.

Волокон лазерийн тэмдэглэлд материал тус бүрт тохируулж импульсийн давтамжийг сонгож оптимизацилах

Зөөлөн хөнгөн цагаан гуурс: Исэлдэх үйлдлийг хамгийн бага бүүр бүүр багасгаж, уншигдах чанарыг хамгийн их бүүр бүүр нэмэх

Хөнгөн цагаан гуурсыг хэрэглэх үед түүнийг шүүлтгүйд үлдээж, уншигдаж буй тэмдэглэлүүд үлдээхийн тулд зөв давтамжийн тохиргоо сонгох нь их чухал. 20–50 кГц хооронд ажиллах үед хромын исэлдэлт дэлбүүрүүд болон бүхнийг үлдээж буй өнгө өөрчлөлтүүдийг үүсгэдэг халуун цуглуулах магадлал багасна. Хэрэв давтамж 20 кГц-аас доогуур уна, тэмдэглэлүүд урт хугацаанд тогтвортой бүрхүүл үлдээж, сайн контраст үзүүрлэлт үлдээж чадахгүй. Гэтэл 50 кГц-аас дээш давтамжид орвол хэт халуун нь хамгаалах гадаргуугийн давхаргаа задлах нь хурдан үүсдэг тул аюултай болж ирнэ. Бид 304SS гэх мэт түгээмүүл аустенитик гуурсан дээр үүнийг үргэлжлүүлэн туршиж, практикт 30–40 кГц давтамж хамгийн тохиромжтой гэдгийг олж аваа. Түүн дээр бид тогтвортой бүрхүүл үлдээж, оксидын давхарга 2 микрон толщины илүүрүүд бүрхүүл үлдээж чадаж, цэвэр үсгүүд болон тоонууд үлдээж чадаж. Түүн дээр бидний туршилтууд тэмдэглэл үлдээх үед материал пита коррозионд төвөгтүйд үлдээх чадварын дэлгэрүүлэлт үлдээж чадаж.

Алюминий ба өндөр тусгах чадвартай холимогууд: Хайлт динамикасыг тогтвортой байлгах, цацрагдлыг багасгах

Алюминий гэрлэд хүчтэй тусгах чадвартай тул, анхны энергийн алдагдалд давхидаг болойн урт хугацааны ажиллах доод хязгаарыг давах, мөн боловсруулалтын үед хайлт хоолойг тогтвортой байлгахын тулд 80–150 кГц хооронд хурдан импульс үүсгэх шаардлагатай. Бид хүрэлцэтгүй хурдан импульс үүсгэвэл дулаан тогтвортой нөхцөлд илүү түүнд хүртүүлдэг, үүнээс гадна гадаргуудаа саад учруулж буй тааламжгүй санамсаргүй цацрагдлыг, хонхорлугуудыг зогсоодог. Гэтгүй 150 кГц-с дээш хавтгай хийгүйд материал нь хайлт үүсгэхийн оронд ууршиж, хүсэж буй хүнсний хонхорлугууд үүсгэндэг. Ихэнх галт холбогчид 6061 алюминийн хувьд 100–120 кГц хавтгай хийгүйд хамгийн сайн ажилладаг гэж тооцдог. Эдгээр давтамжид ирмүүд 30% илүү цэвэр гардаг, доод давтамжид харьцуулж. Түүнчлэн, бүтээдгийн гадна тааруулж буй хэсгүүдийн тоо мөн тэмдэглэгдэхүйн тулд багасдаг — бүх зүйлс хүрэлцэтгүй хаос үүсгэхгүйд хатаж, тааруулж буй хэсгүүдийн тоо 40% илүү багасдаг.

Волокон лазерийн тэмдэглэлд бүтээмж, нарийн төвөгтөй бүтэц, боловсруулалтын тогтвортой байдлын хоорондын тэнцвэр

Зүүдлэгт зүүдлэгт гэрлийн тэмдэглэлд хамгийн их ашиг орлуулах нь цикл давтамжийг үйлдвэрлэлд хамгийн чухал зүйлс — хурд, тодрол, бүтээмжтүүн үр дүн — тай уялдуулахыг шаардаж. 80–120 кГц-ийн өндөр давтамж дээр ажиллаж буй системүүд нь илүү хурдны тэмдэглэл хийж чадаж, бүтээмжтүүн багажинуудын шугамд минутанд 900 метртэй илүү хурдтай тэмдэглэл хийж чадаж. Деталейн тодрол мөн хадгалагдаж, 50 микронд хүртэл жижиг элементүүд — түүн дотроо 40 микронд хүртэл цэврүүн хэмжээ шаардагдаж буй хөнгөн сталь гадаргуун дээрх серийн дугааруудын тэмдэглэлд төгс хувилбар юм. Нөгөө талаас, 1–20 кГц-ийн доод давтамж нь титан хавсралтууд зэрэг хатуу материалын гүнзгүй зүүдлэгт илүү тохиромжтой. Энэ арга нь дулааны нуримжлэлтүүнийг хянахыг хангаж, гэтэдүүн боловсруулалтын хугацаа удаан болж. Бүх процессын тогтвортой байдал нь туршигдсан давтамжийн хязгааруудын дотор байхыг хатуу шаардаж. Хязгааруудын гадна гарвал асуудлууд үүснэ: алюминийн дээр сүүдлүүрт металлын цацраг, хөнгөн сталь дээр исэлдэл, хатуу хавсралтуудын дээр тэмдэглэл хийх нь үл болой. Бодит туршлага нь тус бүрд тохиромжтой давтамжийн 20–50 хувийн хооронд байхыг саналдаж, түүн дотроо төлөөлөх машин зогсолтуудын тоо ойролцоогоор хагасаар буурна.

Тэмдэглэх параметрүүдийн хоорондын харьцаа

Зөөврийн лазер тэмдэглэлд импульсийн давтамжийн тухайд ТБХ

Импульсийн давтамж гэж юу бө, яагаад чухал вэ?

Импульсийн давтамж нь материалд секунд тутамд илгээгдэх лазер импульсийн тоо бө, килогерц (кГц)-ээр хэмжигддэ. Энэ нь энергийн тархалтыг хянахад чухал бө, үүн дотор тэмдэглэлийн чанар, контраст ба гүн оршдэ.

Импульсийн давтамж ба импульсийн үргэлжлэх хугацаа хэрхэн харилцан үйлддэ?

Импульсийн давтамж нь энергийг хэрхэн их удаа илгээхийг тодорхойлдэ, харин импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь тус бүрд импульсийн үргэлжлэх хугацааг тодорхойлдэ. Хамтдаа тэд нар тэмдэглэл үйлдэх үед дулааны динамикийг удирдахад тусалдэ, оксиджинхүүдийн ба цацрагийн асуудлыг саархуулдэ.

Ялгаатай пульсийн давтамжийн үйлдэл нь янз бүрийн материалын дээр яаж илрүүн харуулдаг вэ?

Янз бүрийн материалын хувьд сонгож авах пульсийн давтамжийн тохиргоо тодорхой бөөгнөрүүлж үр дүнг хамгийн сайн түвшинд хүртгэх шаардлагатай. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан гуурцагт хүчилтөрүүлэлтийг саархуулахын тулд 20–50 кГц давтамжийн хооронд ажиллах нь дээр, харин алюминийн хувьд уурших процессыг тогтвортой байлгахын тулд 80–150 кГц-ийн өндөр давтамж шаардлагатай.

Пульсийн давтамж нь тэмдэглэх гүн ба үр ашигт хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

Пульсийн давтамж нь нэг пульс дотор хүртгэж өгөх энергийн хэмжээг тодорхойлж, материал устгах үйлдлийг нөлөөлдөг. 2 кГц-аас доош давтамж нь илүү гүн нүхлүүлэх боломжийг олгож, харин өндөр давтамж нь хүчилтөрүүлэлтийг нөлөөлүүлж, гүний нэмэгдэл бүүр бүүр багасмуй.

Зүүд лазерийн тэмдэглэх параметрүүдийн хувьд гол зөрчил юу вэ?

Зөрчил нь хүсэж буй бүтээмж, нарийн төвөгтөй бүтэц (резолюци) эсвэл тогтвортой бүтэц хүртгэхийн тулд пульсийн давтамжийг шугамын хурдтай тэнцүүлж тааруулах шаардлагатай. Өндөр давтамж нь хурдан боловсруулалтад боломж олгож, бага давтамж нь нарийн төвөгтөй тэмдэглэлүүдийг дэмжинэ.