ليزر جذب جي شرح ۽ ليزر مادي رابطي جي مادي جي حالت ۾ تبديليون

ليزر ۽ مواد جي وچ ۾ رابطي ۾ ڪيترائي جسماني واقعا ۽ خاصيتون شامل آهن. ايندڙ ٽي مضمون ليزر ويلڊنگ جي عمل سان لاڳاپيل ٽن اهم جسماني واقعن کي متعارف ڪرائيندا ته جيئن ساٿين کي ان جي واضح سمجھ فراهم ڪري سگهجي.ليزر ويلڊنگ جو عمل: ليزر جذب جي شرح ۽ حالت، پلازما ۽ ڪي هول اثر ۾ تبديلين ۾ ورهايل. هن ڀيري، اسان ليزر ۽ مواد جي حالت ۾ تبديلين ۽ جذب جي شرح جي وچ ۾ تعلق کي اپڊيٽ ڪنداسين.

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

ڌاتو جي مواد جي ليزر پروسيسنگ بنيادي طور تي فوٽوٿرمل اثرات جي حرارتي پروسيسنگ تي ٻڌل آهي. جڏهن ليزر شعاع کي مادي جي مٿاڇري تي لاڳو ڪيو ويندو آهي، ته مختلف طاقت جي کثافت تي مواد جي مٿاڇري واري علائقي ۾ مختلف تبديليون اينديون. انهن تبديلين ۾ مٿاڇري جي گرمي پد ۾ اضافو، پگھلڻ، بخارات، ڪي هول ٺهڻ، ۽ پلازما جي پيداوار شامل آهن. ان کان علاوه، مادي جي مٿاڇري واري علائقي جي جسماني حالت ۾ تبديليون مواد جي ليزر جي جذب کي تمام گهڻو متاثر ڪن ٿيون. طاقت جي کثافت ۽ عمل جي وقت ۾ واڌ سان، ڌاتو جي مواد حالت ۾ هيٺيان تبديليون آڻيندو:

جڏهن تهليزر پاورکثافت گهٽ آهي (<10 ^ 4w/cm ^ 2) ۽ شعاعن جو وقت گهٽ آهي، ڌاتو پاران جذب ڪيل ليزر توانائي صرف مواد جي گرمي پد کي مٿاڇري کان اندر تائين وڌائي سگهي ٿي، پر مضبوط مرحلو تبديل نه ٿيندو آهي. اهو بنيادي طور تي پارٽ اينيلنگ ۽ فيز ٽرانسفارميشن سخت ڪرڻ جي علاج لاءِ استعمال ٿيندو آهي، جنهن ۾ اوزار، گيئر ۽ بيئرنگ اڪثريت آهن؛

ليزر پاور ڊينسٽي (10 ^ 4-10 ^ 6w/cm ^ 2) ۾ واڌ ۽ شعاع جي وقت جي واڌ سان، مواد جي مٿاڇري بتدريج ڳري ويندي آهي. جيئن ان پٽ توانائي وڌندي آهي، مائع-ٺوس انٽرفيس بتدريج مواد جي گهري حصي ڏانهن وڌي ٿو. هي جسماني عمل بنيادي طور تي مٿاڇري کي ٻيهر ڳرڻ، الائينگ، ڪلڊنگ، ۽ ڌاتو جي حرارتي چالکائي ويلڊنگ لاءِ استعمال ٿيندو آهي.

بجلي جي کثافت (> 10 ^ 6w/cm ^ 2) کي وڌيڪ وڌائڻ ۽ ليزر جي عمل جي وقت کي وڌائڻ سان، مادي جي مٿاڇري نه رڳو ڳري ٿي پر بخارات به بڻجي ٿي، ۽ بخارات وارا مادا مادي جي مٿاڇري جي ويجهو گڏ ٿين ٿا ۽ ڪمزور طور تي آئنائيز ٿي پلازما ٺاهين ٿا. هي پتلي پلازما مواد کي ليزر جذب ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿو؛ بخارات ۽ توسيع جي دٻاءُ هيٺ، مائع جي مٿاڇري خراب ٿي ويندي آهي ۽ کڏا ٺاهيندي آهي. هي مرحلو ليزر ويلڊنگ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو، عام طور تي 0.5 ملي ميٽر اندر مائڪرو ڪنيڪشن جي اسپلائسنگ ٿرمل ڪنڊڪٽيٽي ويلڊنگ ۾.

بجلي جي کثافت (> 10 ^ 7w/cm ^ 2) کي وڌيڪ وڌائڻ ۽ شعاع جي وقت کي وڌائڻ سان، مادي جي مٿاڇري مضبوط بخارات مان گذري ٿي، هڪ اعلي آئنائيزيشن ڊگري سان پلازما ٺاهيندي آهي. هي گهاٽو پلازما ليزر تي هڪ بچاءُ وارو اثر رکي ٿو، مواد ۾ ليزر جي واقعي جي توانائي جي کثافت کي تمام گهڻو گهٽائي ٿو. ساڳئي وقت، هڪ وڏي بخار جي رد عمل جي قوت هيٺ، ننڍا سوراخ، جن کي عام طور تي ڪي هولز سڏيو ويندو آهي، پگھليل ڌاتو اندر ٺهندا آهن، ڪي هولز جو وجود مواد لاءِ ليزر جذب ڪرڻ لاءِ فائديمند آهي، ۽ هن مرحلي کي ليزر ڊيپ فيوزن ويلڊنگ، ڪٽنگ ۽ ڊرلنگ، اثر سخت ڪرڻ، وغيره لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو.

مختلف حالتن ۾، مختلف ڌاتو مواد تي ليزر شعاع جي مختلف طول موج جي نتيجي ۾ هر مرحلي تي طاقت جي کثافت جا مخصوص قدر پيدا ٿيندا.

مواد پاران ليزر جي جذب جي لحاظ کان، مواد جي بخارات هڪ حد آهي. جڏهن مواد بخارات مان نه گذرندو آهي، ڇا اهو مضبوط يا مائع مرحلي ۾ آهي، ليزر جو ان جو جذب صرف مٿاڇري جي گرمي پد جي واڌ سان آهستي آهستي تبديل ٿيندو آهي؛ هڪ ڀيرو مواد بخارات بڻجي ويندو آهي ۽ پلازما ۽ ڪي هولز ٺاهيندو آهي، مواد جي ليزر جي جذب اوچتو تبديل ٿي ويندي.

جيئن شڪل 2 ۾ ڏيکاريل آهي، ليزر ويلڊنگ دوران مواد جي مٿاڇري تي ليزر جي جذب جي شرح ليزر پاور کثافت ۽ مواد جي مٿاڇري جي گرمي پد سان مختلف ٿئي ٿي. جڏهن مواد پگھل نه ٿيندو آهي، ته ليزر ڏانهن مواد جي جذب جي شرح آهستي آهستي مادي جي مٿاڇري جي گرمي پد ۾ واڌ سان وڌي ٿي. جڏهن طاقت جي کثافت (10 ^ 6w/cm ^ 2) کان وڌيڪ هوندي آهي، ته مواد تيزي سان بخارات بڻجي ويندو آهي، هڪ ڪي هول ٺاهيندو آهي. ليزر ڪيترن ئي عڪاسي ۽ جذب لاءِ ڪي هول ۾ داخل ٿئي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ ليزر ڏانهن مواد جي جذب جي شرح ۾ اهم اضافو ٿئي ٿو ۽ پگھلڻ جي کوٽائي ۾ اهم اضافو ٿئي ٿو.

ڌاتو جي مواد ذريعي ليزر جو جذب - طول موج

مٿي ڏنل شڪل ڪمري جي حرارت تي عام طور تي استعمال ٿيندڙ ڌاتو جي عڪاسي، جذب ۽ طول موج جي وچ ۾ تعلق جي وکر کي ڏيکاري ٿي. انفراريڊ علائقي ۾، جذب جي شرح گهٽجي ويندي آهي ۽ طول موج جي واڌ سان عڪاسي وڌي ويندي آهي. گهڻيون ڌاتو 10.6um (CO2) طول موج جي انفراريڊ روشني کي مضبوطيءَ سان عڪاسي ڪن ٿيون جڏهن ته 1.06um (1060nm) طول موج جي انفراريڊ روشني کي ڪمزوريءَ سان عڪاسي ڪن ٿيون. ڌاتو جي مواد ۾ ننڍي طول موج جي ليزرن لاءِ وڌيڪ جذب جي شرح هوندي آهي، جهڙوڪ نيرو ۽ سائي روشني.

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

مثال طور ايلومينيم مصر کي وٺو، جڏهن مواد مضبوط هوندو آهي، ليزر جذب ڪرڻ جي شرح تقريباً 5-7٪ هوندي آهي، مائع جذب ڪرڻ جي شرح 25-35٪ تائين هوندي آهي، ۽ اهو ڪي هول حالت ۾ 90٪ کان وڌيڪ پهچي سگهي ٿو.

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

ڌاتو جي مواد ذريعي ليزر جو جذب - مٿاڇري جي حالت

روايتي جذب جي شرح کي هموار ڌاتو جي مٿاڇري استعمال ڪندي ماپيو ويندو آهي، پر ليزر هيٽنگ جي عملي استعمالن ۾، عام طور تي ڪجهه اعليٰ عڪاسي واري مواد (ايلومينيم، ٽامي) جي جذب جي شرح کي وڌائڻ ضروري هوندو آهي ته جيئن اعليٰ عڪاسي جي ڪري غلط سولڊرنگ کان بچي سگهجي؛

هيٺيان طريقا استعمال ڪري سگھجن ٿا:

1. ليزر جي عڪاسي کي بهتر بڻائڻ لاءِ مناسب مٿاڇري کان اڳ علاج جي عملن کي اپنائڻ: پروٽوٽائپ آڪسائيڊيشن، سينڊ بلاسٽنگ، ليزر صفائي، نڪل پليٽنگ، ٽين پليٽنگ، گريفائٽ ڪوٽنگ، وغيره سڀ مواد جي ليزر جي جذب جي شرح کي بهتر بڻائي سگهن ٿا؛

بنيادي مقصد مادي جي مٿاڇري جي سختي کي وڌائڻ آهي (جيڪو ڪيترن ئي ليزر عڪاسي ۽ جذب لاءِ سازگار آهي)، انهي سان گڏ ڪوٽنگ مواد کي اعلي جذب جي شرح سان وڌائڻ آهي. ليزر توانائي جذب ڪرڻ ۽ ان کي پگھلڻ ۽ ان کي اعلي جذب جي شرح واري مواد ذريعي غير مستحڪم ڪرڻ سان، ليزر گرمي بنيادي مواد ڏانهن منتقل ڪئي ويندي آهي ته جيئن مواد جي جذب جي شرح کي بهتر بڻائي سگهجي ۽ اعلي عڪاسي جي رجحان جي ڪري ورچوئل ويلڊنگ کي گهٽائي سگهجي.