EN
Наад захын лазерийн цавчилт машины үзүүлэлтүүд, ягт бүтээмжийн хувьд тодорхойлогчид
Хүч, цохилт үргэлжлэх хугацаа, толгойн хэмжээ халуун оролт, холбогчдын нягтруулалтыг хэрхэн удирддаг
Лазертай хайлуулахын үр дүнг сайн олж авахын тулд үндсэндээ гурван хүчин зүйл чухал байдаг. Эрчим хүчийг нэмэгдүүлснээр материалд гүнзгийрэх боломж бүрдэнэ. Гэхдээ зохих хяналтгүйгээр хэтэрхий хол явах нь эд зүйлсийг урваж, урваж эхэлнэ. Лазерын цацрагийн хугацаа нь нийт дулаан нь хэрхэн нэмэгдэх талаар нөлөөлдөг. Богино цацрагийн хүч нь дулааны нөлөө бүхий бүсээ бага байлгахад тусалдаг. Энэ нь нисэх онгоцны металл зэрэглэлийн жижиг зүйлтэй ажиллахдаа маш чухал. Нүүрний хэмжээ нь юу вэ? Энэ нь эрчим хүчний хаана явахаа тодорхойлдог. 0.2 мм-ийн цэг нь заримдаа хэрэгтэй гүнзгий, нягт зэмсэлтэд бүх зүйлийг төвлөрүүлнэ. Нөгөө талаас нь 1 мм орчим нь дулааныг илүү сайн түгээдэг. Тиймээс бид нарийн хавтан дээр шатаахгүй. Жишээ нь, ердөө хагас миллиметр товчтой хүрэн. Хамгийн туршлагатай техникчид 300 микросекунд хүртэлх цацрагийг 0.3 мм-ийн зайд орших нүхтэй хослуулж, энэ муухай салгал үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх болно. Гэхдээ энэ тохируулгыг буруу болгосон бол тухайн үедээ том цэгний хэмжээг ашиглаж, хүчнийг нэмэгдүүлснээр, элсэл зүгээр л зөв угаахгүй. Тийм ч учраас мэргэжилтнүүд эдгээр гурван хувьсанг нэгтгэн тохируулж, бодит цаг хугацааны хяналтын системд тулгуурлан, урсгалын үеэр урсгалын багийг ажиглаж, үйлдвэрлэлийн үеэр илрэлтийн түвшинг ойролцоогоор плюс-минус 5%-ийн хэмжээнд тогт
Тохиолдлын судалгаа: 0.8 мм зэс хөнгөн цагаан сплавын хувьд волфрам-хөнгөн цагаан сплавын гэрэлт холбогч машинд параметрүүдийн сонголт (73% хулхулт бүтцүүдийн бууралт)
0.8 мм товч 316L зэсгүй зэстэй туршилтаар бид процессын параметрүүдийг өөрчлөх нь хоолойтой холбоотой асуудлыг хэрхэн багасгаж болохыг анхлан харсан. Анх 1.2 кВт-ийн хүчээр, 8 мг-ийн импульстай, 0.5 мм-ийн нүхтэй элсүүлэн ажиллахад багагүй хоолойтой асуудал байсан. Үнэндээ 19 орчим хувь нь металл хэт хурдан хатуу болж, дотроо байгаа бүх бузар гасыг саатуулаад байсан. Гэхдээ бид 900 ватт руу буцаж, дутагдлыг 12 мс-д өргөжүүлж, ордыг 0.3 мм-д бууруулснаар байдал сайжирч эхэлсэн. Хүйтэн хүйтэн байдал нь газрын хальсыг 5,1%-д бууруулж, хальс гарахад хугацаа олгодог. Энэ нь анхны туршилттай харьцуулахад 73 хувиар буурсан нь гайхалтай. Жижиг цэг нь эрчим хүчийг илүү төвлөрүүлж, урт импульс нь элсүүлэгчдийн "холны нүх" хэмээх нөлөөг тогтворжуулахад тусалдаг. Нэмэлт бонус болгон энэ систем нь тасалгааг 40 орчим хувиар бууруулж, 520 МПа орчимт татах хүчтэй байлгадаг бөгөөд энэ нь ASME-ийн IX хэсэгт заасан шаардлагыг хангаж, бүр давж байдаг. Эдгээр төрлийн сайжруулалт нь эмнэлгийн тоног төхөөрөмжийн хашаа, эсвэл хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн цэвэр өрөөний бүрэлдэхүүн хэсгүүд зэрэг эмзэг хэрэглээний хувьд урсахгүй элсэлт хэрэгтэй бол бүх ялгааг бий болгодог.
Лазерийн цуглуулалтын төхөөрөмжийн нарийн хэмжээг нөлөөлөх хөдөлгөөн ба орчин зүйн хүчин зүйлс
Цуглуулалтын хурд ба фокусын байршил: Түүний нөлөөлөл холбогдмуйн бүтэн бүтэц ба ДУХ-ийн төвтөн хамааралд
Цуглуулалт хийх хурд нь металл хийц үйлдвэрлэлд дуусах дулааны хуримтлалд их нөлөө үзүүлдэг. Хэрэв цуглуулалт хийх хурд хэт түргэн бөл, түүн дээр холбогдмуйн чанар муу бөл, дулааны нөлөөлсөн бүс (ДУХ) төвтөн бүтэцгүй бөл. Харин хурд хэт удаан бөл, металл хийц дээр гудамжлал ба металл структурын илүү том гурант бүтэц үүсдэг. Фокусын цэгийн зөв байршлыг тохируулах чухал үүрэгтэй — ихэнх мэргэд фокусын цэгийг материал дээр 0,5 мм-ийн хазайлтад барьж ажилладаг. Судалгаанууд үзүүлж буйн дагуу, фокусын цэгийг материалын зүүднүүрт 5% хазайлтад барьж ажиллах нь хоолойн дулааны нөлөөлсөн бүс (ДУХ)-ийн хазайлтыг хөнгөвчлөхөд 40%-иар бүтээмжтүүрдэг, үүн дотроо хөнгөн цайр шүүрт металлын хувьд. Өнөөдөр олон үйлдвэрт мониторинг төхөөрөмж ашиглан операторууд ажиллаж буй үед тохируулалтыг хийж, цуглуулалтын гүнзгүй бүтэн бүтэц ба цуглуулалтын бүс дээрх температурын тэнцвэрт байдлыг хадгалах боломжтой.
Хамгаалах хийн урсгалын динамика ба тогтвортой энергийн дамжуулалт для нь бүрэн фокусын шинэчлэл в реальном цагт
Аргон ба гелийн хийн урсгалыг минутанд 8–20 литр хооронд хадгалах нь лазерийн холбогч үйлдлүүд үед исэлдэлтийг саатуулж, плазмын тогтвортой байдлыг хадгалахад тусална. Хийн урсгал хэт турбулент болж, ихэвчлэн пористость (хөндийт бүтэц) үүсгэдэг — түүнийг бид хамгийн их тохиолдолд ажиглаж бүүн. 2023 онд хийцгүүлсэн сүүлийн туршилтууд ийм үзэгдэл нь бүх холбогч үйлдлүүдийн ойролцоогоор гурван хоёртойн хувьд тохиолдож буйг харуулж бүүн. Шинэ үеийн холбогч системүүд ухаалаг оптик технологиор хангисан бөгөөд тэр нь термальный линз эффектсийн үл хүсэдэг нөлөөллийг төлөөлж, фокусын цэгийг хагас миллисекунд тутамд зөрүүлж бүүн. Энэ нь гэрлээ хялбархан отражируулж буй шинэлт металлуудын хувьд онцгүй чухал. Түүн дээрх автомата зөрүүлэлтүүд лазерийн туяа-чанарыг стандарт шаардлагуудаас дээш хадгалахад тусална (M² ≈ 1.3-аас доош), үүн дагуу дархан халуун юм уу хүчтэй чийгт бүрэн тогтвортой чадал дамжуулалт хадгалахад тусална.
Индустриал лазерийн холбогч үйлдлүүдийн дутагдал тодорхойлох ба дулаан-нөлөөлсөн бүсийн хяналт
Цацрагт хайлах, цавуутай бүтээд, бүтэн хайлахгүй бүтээдийг нарийн тодорхойлж, гажиг илрүүлэх үзүүрлүүд гэж ашиглах
Индустриал лазерийн холбогдүүрлэх чанарыг үзэхдээ гурван гол асуудал анхаарлын төвд байдаг: холбогдүүрлэх үед шүүрэл, нүхнүүрлэл ба материалын хооронд бүтнэд холбогдүүрлэх дутагдал. Шүүрэл гэдэг нь хайлан талхлагдаж буй цөмөрхөн металлын хэсгүүд нь зөвхөн тодорхой газард хайлан талхлагдах ёстой бөлчүүд нь түүндсүүрлэн саад үүсгэж, их втаттай хүч үйлчилж буюу хайлан талхлагдаж буй процессын тогтвортой бус байх нь түүний шалтгаан. Нүхнүүрлэл гэдэг нь металлын хайлан талхлагдаж буй үед үүсгэж буй агаарын бөмбөлгүүд, ялангуяа холбогдүүрлэх үед хамгаалах хийн хамгаалалт муу буюу гадаргуу бохир байх нь түүний шалтгаан. Энэ нь бүх бүтцүүдийн хүчийг илтгүүн сулруулж буй. Хэсгүүд хоолойн дагуу бүтнэд холбогдүүрлэхгүй буй нь их втаттай хүч үйлчилж буюу хэсгүүд зөвхөн тодорхой байрлалд байхгүй буй нь түүний шалтгаан. Өнгөрсөн жилийн судалгаа нь нүхнүүрлэл 5%–аас дээш хүртэл үүсгэж буй тохиолдолд хөнгөн цагаан сталийн холбогдүүрлэх холбоосуудын хүч нь гуравнэгт хүртэл буурж буйг илтгүүн харуулж буй. Эдгээр асуудлуудыг үл хараад удахгүй илтгүүн харуулж буй нь техникчид лазерийн параметрүүдийг үйлдвэрлэлийн шугамд том масштабт гэмтэл үүсгэхийн өмнө засварлахад тусалж буй, гэтэдүүр туршлагатай операторуудын хувьд тогтвортой үр дүн гаргах нь хүндрүүлж буй.
Хүчтэй ИИ-д суурилсан, орчин үеийн лазер холбогч машинахуудад зориулан адаптив ХАЖ-ын хамгийн бага түвшинд хүрэхүүн хяналт
Лазерийн холбогч төхөөрөмжийн сүүлд гаргасан үеийн хувилбарт одоо дулааны зураглал ашиглан дулаан нөлөөлсөн бүснүүд (HAZ) – ийг багасгах ухааны ухааны оюун (AI) бүтээвэрт суурилж өгсөн. Эдгээр нь үндүнлэн металлын молекулар түвшинд өөрчлөгдөх хэсгүүд, үүнд температур тодорхой цэгт хүртэл өсөж, гэтэд материал бүрэн хайлахгүй. Систем нь инфраулаан өгөгдлүүдийн тусламжтай тасралтгүй шинжилгээ хийж, жишээ нь тэнцүү бус дулааны тархалт зэрэг асуудлыг илрүүлж, лазерын чадал ба фокусын байршлыг хүмүүсийн секундын саяд нь зөвшөөрөл өгч бага зэрэг зөрүүлж үйлдмүүд хийдэг. Түүхийн шинжилгээний үр дүнгүүд нь эдгээр ухааны системүүд нь тогтмол тохируулга ашигладаг хуучин арга замуудтай харьцуулж HAZ-ийн өргөн 50–60% хүртэл багасгаж чаддаг гэж харуулж буй. Деликат материалд ажилладаг үйлдвэрлэгчдийн хувьд ийм нарийн хяналт нь төрөлхийн үүднүүдийн өсөлт, үлдсэн хүчдүүд зэрэг асуудлуудыг саатуулж, онгоцны хэсгүүдээс доош электрон тээврийн хэрэгслийн батарейнууд хүртэл бүхний бүтцийн бат бүтэн байдлыг дэмжин өгдэг.
НӨАТ-ын хэсэг
Лазерийн холбогчдоо нарийн хяналт тогтоох үед үндсэн ямар параметрүүдийг анхаарах вэ?
Түлхүүр параметрүүд нь хүчийн түвшин, цохилт үргэлжлэх хугацаа, цөмийн хэмжээ юм. Түүнийг тохируулах нь нүүрлэлтийн гүн ба дулааны нөлөөлсөн бүсүүдийн нийт хэмжээнд их нөлөө үзүүлдэг.
Холбогч хурд ба фокусын байршил лазер холбогчдод яаж нөлөөлдэг?
Холбогч хурд нь холбогчдын нүүрлэлт ба дулааны хурдасгалыг нөлөөлдэг, харин фокусын байршил нь дулааны нөлөөлсөн бүсүүдийн төвтөнхийн симметрийг нөлөөлдэг. Зөв тохируулалт нь нүүрлэлтийн бат бүтэн байдлыг сайжруулдэг.
Лазер холбогчдод хамгаалах хийн урсгал яачин чухал?
Аргон ба гелий зэрэг хамгаалах хийн урсгал нь исэлдэлтийг саархуулдэг, плазмыг тогтвортой байлгидэг, мөн хоосронхой бүсүүдийг багасгахад тусалдэг ба холбогчдын тогтвортой чанарыг хангидэг.
ИИ технологиуд лазер холбогчдод яаж тусалдэг?
ИИ-д суурилсан хяналтын системүүд нь дулааны нөлөөлсөн бүсүүдийг хянахын тулд лазер параметрүүдийг бодит цагт тохируулдэг, үйлдвэрлэлд нарийн нарийнхан ба тогтвортой байдлыг сайжруулдэг.