ليزر جذب جي شرح ۽ ليزر مواد جي رابطي جي معاملي جي حالت ۾ تبديليون

ليزر ۽ مواد جي وچ ۾ رابطي ۾ ڪيترائي جسماني واقعا ۽ خاصيتون شامل آهن. ايندڙ ٽن مضمونن ۾ ليزر ويلڊنگ جي عمل سان لاڳاپيل ٽن اهم جسماني رجحانن کي متعارف ڪرايو ويندو ته جيئن ساٿين کي ان جي واضح سمجھ سان مهيا ڪري سگهجي.ليزر ويلڊنگ عمل: ليزر جذب جي شرح ۾ ورهايل ۽ رياست، پلازما ۽ keyhole اثر ۾ تبديليون. هن ڀيري، اسان ليزر جي حالت ۾ تبديلين ۽ مواد ۽ جذب جي شرح جي وچ ۾ لاڳاپا تازه ڪاري ڪنداسين.

ليزر ۽ مواد جي وچ ۾ رابطي جي سبب مادي جي حالت ۾ تبديليون

دھات جي مواد جي ليزر پروسيسنگ بنيادي طور تي فوٽوٿرمل اثرات جي حرارتي پروسيسنگ تي ٻڌل آهي. جڏهن مواد جي مٿاڇري تي ليزر شعاع لاڳو ڪيو ويندو آهي، مختلف تبديليون ٿينديون آهن مواد جي مٿاڇري واري علائقي ۾ مختلف طاقت جي کثافت تي. انهن تبديلين ۾ مٿاڇري جي گرمي پد ۾ اضافو، پگھلڻ، واپرائيزيشن، ڪيهول ٺهڻ، ۽ پلازما جنريشن شامل آهن. ان کان علاوه، مادي جي مٿاڇري واري علائقي جي جسماني حالت ۾ تبديليون ليزر جي مواد جي جذب کي تمام گهڻو متاثر ڪن ٿا. طاقت جي کثافت ۽ عمل جي وقت جي واڌ سان، ڌاتو مواد رياست ۾ هيٺين تبديلين مان گذري ٿو:

جڏهن تهليزر جي طاقتکثافت گهٽ آهي (<10^4w/cm^2) ۽ شعاعن جو وقت ننڍو آهي، ليزر توانائي جيڪا ڌاتوءَ سان جذب ٿئي ٿي، رڳو مواد جي گرمي پد کي سطح کان اندر تائين وڌڻ جو سبب بڻجي سگهي ٿي، پر ٿلهي مرحلي ۾ ڪا تبديلي ناهي رهي. . اهو خاص طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي پارٽ اينيلنگ ۽ فيز ٽرانسفارميشن سختي جي علاج لاءِ، اوزار، گيئرز ۽ بيئرنگ اڪثريت سان؛

ليزر جي طاقت جي کثافت (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm ^ 2) جي واڌ سان ۽ شعاع جي وقت جي ڊگهي ٿيڻ سان، مواد جي سطح آهستي آهستي ڳري ٿي. جيئن انپٽ انرجي وڌي ٿي، تيئن مائع-ٿڪندڙ انٽرفيس آهستي آهستي مادي جي اونهي حصي ڏانهن وڌي ٿو. هي جسماني عمل بنيادي طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي مٿاڇري کي ريملٽنگ، مصر، ڪلڊنگ، ۽ دھات جي حرارتي چالکائي ويلڊنگ.

طاقت جي کثافت (>10^6w/cm^2) کي وڌيڪ وڌائڻ ۽ ليزر جي عمل جي وقت کي ڊگھو ڪرڻ سان، مادي سطح نه رڳو ڳري ٿي پر بخار به ٿئي ٿي، ۽ بخار ٿيل مادو مادي جي مٿاڇري جي ويجھو گڏ ٿي وڃي ٿو ۽ ضعيف طور تي ionize ڪري پلازما ٺاهي ٿو. هي پتلي پلازما مواد کي ليزر جذب ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿي. واپرائيزيشن ۽ توسيع جي دٻاء هيٺ، مائع جي مٿاڇري کي خراب ڪري ٿو ۽ گٽ ٺاهي ٿو. هي اسٽيج ليزر ويلڊنگ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو، عام طور تي 0.5mm اندر مائڪرو ڪنيڪشن جي ٿلهي حرارتي چالکائي ويلڊنگ ۾.

طاقت جي کثافت (>10^7w/cm^2) کي وڌيڪ وڌائڻ ۽ شعاعن جي وقت کي ڊگھي ڪرڻ سان، مادي جي مٿاڇري تي مضبوط واپرائيزيشن ٿيندي آهي، جيڪو اعليٰ آئنائيزيشن درجي سان پلازما ٺاهيندو آهي. هي ٻوٽو پلازما ليزر تي بچاءُ وارو اثر رکي ٿو، ليزر واقعي جي توانائي جي کثافت کي مواد ۾ تمام گهڻو گھٽائي ٿو. ساڳئي وقت، هڪ وڏي وانپ جي رد عمل جي قوت جي تحت، ننڍڙا سوراخ، جن کي عام طور تي ڪي هول سڏيو ويندو آهي، پگھليل ڌاتو جي اندر ٺهي ويندا آهن، ڪي هولز جو وجود ليزر کي جذب ڪرڻ لاءِ مواد لاءِ فائديمند هوندو آهي، ۽ هي اسٽيج ليزر ڊيپ فيوزن لاءِ استعمال ٿي سگهي ٿو. ويلڊنگ، ڪٽڻ ۽ سوراخ ڪرڻ، اثر سخت ڪرڻ، وغيره.

مختلف حالتن ۾، مختلف ڌاتو جي مواد تي ليزر شعاع جي مختلف موج جي ڊيگهه هر اسٽيج تي طاقت جي کثافت جي مخصوص قدرن جي نتيجي ۾ ٿيندي.

مواد جي ذريعي ليزر جي جذب جي لحاظ کان، مواد جي واپرائيزيشن هڪ حد آهي. جڏهن مواد واپرائيزيشن کان نه گذري ٿو، ڇا اهو ٿڌو يا مائع جي مرحلي ۾، ليزر جو جذب صرف سطح جي گرمي جي واڌ سان سست تبديل ٿئي ٿو. هڪ ڀيرو جڏهن مواد واپرائي ٿو ۽ پلازما ۽ ڪيهول ٺاهي ٿو، ليزر جي مواد جو جذب اوچتو تبديل ٿي ويندو.

جيئن تصوير 2 ۾ ڏيکاريل آهي، ليزر ويلڊنگ دوران مواد جي مٿاڇري تي ليزر جي جذب جي شرح ليزر جي طاقت جي کثافت ۽ مواد جي مٿاڇري جي درجه حرارت سان مختلف آهي. جڏهن مواد ڳريل نه آهي، مواد جي جذب جي شرح ليزر ڏانهن آهستي آهستي وڌندي آهي مواد جي مٿاڇري جي درجه حرارت جي واڌ سان. جڏهن طاقت جي کثافت (10 ^ 6w/cm ^ 2) کان وڌيڪ هوندي آهي، ته مواد پرتشدد طور تي بخار ٿيندو آهي، هڪ ڪيهول ٺاهيندي آهي. ليزر ڪيترن ئي عڪاسي ۽ جذب لاءِ ڪيهول ۾ داخل ٿئي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ ليزر ڏانهن مواد جي جذب جي شرح ۾ هڪ اهم اضافو ۽ پگھلڻ جي کوٽائي ۾ هڪ اهم اضافو آهي.

ڌاتو جي مواد جي ذريعي ليزر جو جذب - موج جي ڊيگهه

مٿي ڏنل انگ اکر ڏيکاري ٿو ته عام طور تي استعمال ٿيندڙ دھاتن جي عڪاسي، جذب، ۽ موج جي وچ ۾ ڪمري جي گرمي پد تي تعلق جو وکر. انفراريڊ علائقي ۾، جذب جي شرح گھٽجي ٿي ۽ موج جي واڌ سان گڏ موٽائي وڌائي ٿي. گهڻيون ڌاتون 10.6um (CO2) موج جي ڊيگهه انفرارڊ روشني کي مضبوط طور تي ظاهر ڪن ٿيون جڏهن ته ڪمزور طور تي 1.06um (1060nm) موج جي ڊيگهه انفراريڊ روشني کي ظاهر ڪن ٿيون. ڌاتو جي مواد ۾ مختصر ويڪرائيندڙ ليزرن جي جذب جي شرح وڌيڪ هوندي آهي، جهڙوڪ نيري ۽ سائي روشني.

ڌاتو جي مواد ذريعي ليزر جو جذب - مواد جي درجه حرارت ۽ ليزر توانائي جي کثافت

مثال طور ايلومينيم مصر کي کڻڻ، جڏهن مواد مضبوط آهي، ليزر جذب جي شرح تقريبا 5-7٪ آهي، مائع جذب جي شرح 25-35٪ تائين آهي، ۽ اهو ڪيهول رياست ۾ 90٪ کان مٿي پهچي سگهي ٿو.

ليزر کي مواد جي جذب جي شرح وڌندڙ گرمي پد سان وڌي ٿي. ڪمري جي حرارت تي ڌاتو مواد جي جذب جي شرح تمام گهٽ آهي. جڏهن گرمي پگھلڻ واري نقطي جي ويجهو پهچي ٿي، ان جي جذب جي شرح 40٪ ~ 60٪ تائين پهچي سگهي ٿي. جيڪڏهن گرمي پد ٽهڪندڙ نقطي جي ويجهو آهي، ان جي جذب جي شرح 90 سيڪڙو تائين پهچي سگهي ٿي.

ڌاتو جي مواد ذريعي ليزر جو جذب - سطح جي حالت

روايتي جذب جي شرح هڪ نرم ڌاتو جي مٿاڇري کي استعمال ڪندي ماپي ويندي آهي، پر ليزر حرارتي جي عملي ايپليڪيشنن ۾، عام طور تي ڪجهه اعلي عکاس مواد (ايلومينيم، ٽامي) جي جذب جي شرح کي وڌائڻ لاء ضروري آهي ته اعلي عکاس جي ڪري غلط سولڊرنگ کان بچڻ لاء؛

هيٺين طريقن کي استعمال ڪري سگهجي ٿو:

1. ليزر جي عڪاسي کي بهتر بڻائڻ لاءِ مناسب مٿاڇري کان اڳ واري علاج جي عمل کي اپنائڻ: پروٽوٽائپ آڪسائيڊشن، سينڊ بلاسٽنگ، ليزر جي صفائي، نڪل پليٽنگ، ٽين پلاٽنگ، گريفائٽ ڪوٽنگ، وغيره.

بنيادي طور تي مواد جي مٿاڇري جي خرابي کي وڌائڻ آهي (جيڪو ڪيترن ئي ليزر جي عڪاسي ۽ جذب لاء سازگار آهي)، انهي سان گڏ اعلي جذب جي شرح سان ڪوٽنگ مواد کي وڌائڻ لاء. ليزر توانائي کي جذب ڪندي ۽ پگھلڻ ۽ ان کي تيز جذب جي شرح واري مواد جي ذريعي، ليزر گرمي کي بنيادي مواد ڏانهن منتقل ڪيو ويندو آهي مواد جي جذب جي شرح کي بهتر ڪرڻ ۽ مجازي ويلڊنگ کي گھٽائڻ جي ڪري اعلي عکاس رجحان جي ڪري.