বিভিন্ন কোর ব্যাসের সাথে লেজারের ঢালাই প্রভাবের তুলনা

বিভিন্ন কোর ব্যাসের সাথে লেজারের ঢালাই প্রভাবের তুলনা

ধাতব পদার্থের লেজার প্রক্রিয়াকরণ মূলত ফটোথার্মাল প্রভাবের উপর ভিত্তি করে তাপ প্রক্রিয়াকরণ। যখন লেজার উপাদানটির পৃষ্ঠকে বিকিরণ করে, তখন উপাদানটির পৃষ্ঠতল বিভিন্ন শক্তি ঘনত্বের অধীনে বিভিন্ন পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যাবে। এই পরিবর্তনগুলির মধ্যে রয়েছে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বৃদ্ধি, গলে যাওয়া, বাষ্পীভবন, কীহোল গঠন এবং ফটোপ্লাজমা তৈরি করা। অধিকন্তু, উপাদান পৃষ্ঠ অঞ্চলের শারীরিক অবস্থার পরিবর্তন লেজারের আলোর উপাদানের শোষণকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, তাপমাত্রা যত বেশি হবে, লেজারের আলোর উপাদানের শোষণের হার তত বেশি হবে। শক্তি ঘনত্ব এবং কর্ম সময় বৃদ্ধির সাথে, ধাতু উপাদান নিম্নলিখিত শারীরিক অবস্থা পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যাবে, চিত্র 1 [1] এ দেখানো হয়েছে।

লেজার ঢালাইয়ের দুটি কোর রয়েছে: তাপ স্থানান্তর এবং তাপ পরিবাহী। তাপ স্থানান্তর তাপ উত্স, শক্তি ঘনত্ব এবং লাইন শক্তির সাথে সম্পর্কিত; সূক্ষ্ম সুরে বায়ুপ্রবাহ। ঢালাই প্রক্রিয়াতে, তাপের উত্স, শক্তি ঘনত্ব এবং লাইন শক্তি প্রধানত সমন্বয় করা হয়। জড়িত প্রক্রিয়া পরামিতি অন্তর্ভুক্ত: লেজার কোর ব্যাস নির্বাচন, শক্তি, গতি, এবং defocus পরিমাণ. বিবেচনা করে যে এই নিবন্ধটি প্রধানত বিভিন্ন মূল ব্যাস সহ লেজারগুলিতে ফোকাস করে এবং প্রধানত বিভিন্ন শক্তি ঘনত্ব জড়িত, চিত্র 2 শক্তি ঘনত্বের সাধারণ গণনা সূত্র দেখায়:

ঢালাই প্রক্রিয়ার শোষণের হার অনুসারে লেজার ঢালাইয়ের দুটি প্রধান প্রকার রয়েছে, একটি হল তাপ পরিবাহী ঢালাই (গভীরতা-প্রস্থ অনুপাত)<1, laser absorption rate of red light is within 20%, and different wavelengths are different), and the other is deep penetration welding (Aspect ratio > 1, the absorption rate is greater than the absorption rate of the molten pool of the material, more than 60%, mainly due to the multiple reflection and absorption of the laser in the keyhole).

লেজার তাপ পরিবাহী ঢালাই:

বিভিন্ন লেজার বিকিরণ উপাদানের অবস্থার বিভিন্ন পরিবর্তন ঘটাবে, যা ঢালাই প্রক্রিয়ায় দুটি সাধারণ ঢালাই মোড হিসাবে প্রতিফলিত হয়: লেজার তাপ পরিবাহী ঢালাই এবং লেজার গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাই। তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া, ঢালাই গঠন প্রক্রিয়া, প্রক্রিয়া বৈশিষ্ট্য এবং উভয়ের প্রয়োগের পরিসর খুব আলাদা।

লেজার তাপ পরিবাহী ঢালাই মোড:

তাপ সঞ্চালন ঢালাইয়ের সময়, ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে লেজারের বিকিরণ 10E4~10E6W/সেমি রেঞ্জের মধ্যে থাকে এবং লেজারের শক্তি পৃষ্ঠের 10~100m পাতলা স্তর দ্বারা শোষিত হয়। পৃষ্ঠের লেজার শক্তি তাপ সঞ্চালনের মাধ্যমে উপাদানের অভ্যন্তরে প্রেরণ করা হয় এবং লেজারকে সরাসরি স্পর্শ করা যায় না। লেজার বিকিরণের একটি নির্দিষ্ট সময়ের পরে, পৃষ্ঠটি গলে যায় এবং এই গলিত আইসোথার্মটি উপাদানের গভীরে প্রচার করে এবং পৃষ্ঠের তাপমাত্রা ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়। কিন্তু সর্বোচ্চ শুধুমাত্র উপাদানের স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছাতে পারে, তাপমাত্রা যতই বেশি হোক না কেন, উপাদানটি বাষ্প হয়ে গর্ত তৈরি করবে, স্থিতিশীল তাপ পরিবাহী ঢালাই প্রক্রিয়াটি ধ্বংস হয়ে যাবে, গলিত পুলটি দোদুল্যমান হবে এবং উপাদানটি বাষ্প হয়ে যাবে। পোড়া সাধারণত, তাপ পরিবাহী ঢালাই বেশিরভাগ পাতলা প্লেটে ব্যবহৃত হয়। এ ক্ষেত্রে এর অবসান ঘটাতে হবে। লেজার রশ্মি এবং ওয়ার্কপিসের আপেক্ষিক নড়াচড়ার সাথে, একটি অগভীর এবং চওড়া ওয়েল্ড সীম তৈরি হয়, যেমনটি চিত্র 3-তে দেখানো হয়েছে। ওয়েল্ড সীমের গভীরতা-থেকে-প্রস্থের অনুপাত ছোট, এবং ওয়েল্ড সীমের প্রস্থ সাধারণত অনুপ্রবেশ গভীরতার দ্বিগুণেরও বেশি। নীচের চিত্রটি একটি সাধারণ লেজার তাপ পরিবাহী ঢালাই সীমের ক্রস-বিভাগীয় চেহারা দেখায় এবং ওয়েল্ড সীমের আকৃতি প্রায় গোলার্ধীয়।

বিভিন্ন কোর ব্যাস লেজারের তুলনা:

(1) পরীক্ষার গতি হল 150mm/s, ফোকাস পজিশন ঢালাই করা হয়, উপাদান হল 1 সিরিজ অ্যালুমিনিয়াম, এবং বেধ হল 2mm;

(2) কোর ব্যাস যত বড় হবে, ফিউশন প্রস্থ তত বেশি হবে, তাপ-আক্রান্ত জোন তত বড় হবে এবং ইউনিট পাওয়ার ঘনত্ব তত কম হবে। যখন মূল ব্যাস 200um অতিক্রম করে, তখন অ্যালুমিনিয়াম এবং তামার মতো উচ্চ-প্রতিক্রিয়াযুক্ত ধাতুগুলিতে অনুপ্রবেশ গভীরতা অর্জন করা সহজ নয় এবং উচ্চতর শক্তি প্রয়োজন গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাই অর্জন করতে পারে;

(3) ছোট কোর ব্যাসের লেজারের উচ্চ শক্তির ঘনত্ব রয়েছে, এটি উচ্চ শক্তির সাথে উপাদানের পৃষ্ঠের কীহোলগুলিকে দ্রুত পাঞ্চ করতে পারে এবং একটি ছোট তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল রয়েছে, তবে একই সময়ে ওয়েল্ডের পৃষ্ঠটি রুক্ষ, কম-গতির ঢালাইয়ের সময় কীহোল ভেঙে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি, এবং ঢালাই চক্রের সময় কীহোলটি বন্ধ থাকে দীর্ঘ চক্র, ত্রুটি, ছিদ্র এবং অন্যান্য ত্রুটিগুলি তৈরি করা সহজ, উচ্চ গতির প্রক্রিয়াকরণ বা সুইং ট্র্যাকের সাথে প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত;

(4) বৃহৎ-ব্যাসের লেজারগুলি তাদের বৃহৎ দাগ এবং আরও বিচ্ছুরিত শক্তির কারণে লেজারের পৃষ্ঠের রিমেল্টিং, ক্ল্যাডিং, অ্যানিলিং এবং অন্যান্য প্রক্রিয়াগুলির জন্য আরও উপযুক্ত।

উচ্চ প্রতিফলিত উপকরণ: অ্যালুমিনিয়াম, তামা, স্টেইনলেস স্টীল, নিকেল, মলিবডেনাম, ইত্যাদি;

(1) উচ্চ-প্রতিফলিত উপকরণগুলির জন্য একটি ছোট-ব্যাসের লেজার চয়ন করতে হবে। একটি উচ্চ-শক্তি-ঘনত্বের লেজার রশ্মি ব্যবহার করে উপাদানটিকে দ্রুত একটি তরল বা বাষ্পীভূত অবস্থায় গরম করা, উপাদানটির লেজার শোষণের হার উন্নত করা এবং দক্ষ এবং দ্রুত প্রক্রিয়াকরণ অর্জন করা। একটি বড় কোর ব্যাস সঙ্গে একটি লেজার চয়ন করা সহজ. উচ্চ প্রতিফলন, ভার্চুয়াল ঢালাই নেতৃত্ব, এবং এমনকি লেজার বার্ন আউট;

ক্র্যাক-সংবেদনশীল উপকরণ: নিকেল, নিকেল-ধাতুপট্টাবৃত তামা, অ্যালুমিনিয়াম, স্টেইনলেস স্টীল, টাইটানিয়াম খাদ, ইত্যাদি।

(2) এই ধরনের উপাদানের জন্য সাধারণত তাপ-আক্রান্ত অঞ্চলের কঠোর নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন এবং একটি ছোট গলিত পুল প্রয়োজন। এটি একটি ছোট ব্যাসের লেজার চয়ন করার জন্য আরো উপযুক্ত;

উচ্চ গতির লেজার প্রক্রিয়াকরণ:

(3) গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাইয়ের জন্য উচ্চ-গতির লেজার প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন, এবং এটি নিশ্চিত করার জন্য উচ্চ শক্তির ঘনত্ব সহ একটি লেজার নির্বাচন করা প্রয়োজন যে লাইন শক্তি উচ্চ গতিতে উপাদান গলানোর জন্য যথেষ্ট, বিশেষ করে ল্যাপ ওয়েল্ডিং, অনুপ্রবেশ ঢালাই, এবং উচ্চ অনুপ্রবেশ গভীরতা প্রয়োজন অন্যান্য ছোট কোর. রেডিয়াল লেজারগুলি আরও উপযুক্ত।

Advantages and applications of large core lasers (>100um):

বড় কোর ব্যাস এবং বড় স্পট, বৃহৎ তাপ কভারেজ এলাকা, প্রশস্ত অ্যাকশন সারফেস, এবং শুধুমাত্র উপাদানের পৃষ্ঠে মাইক্রো-গলানো অর্জন, লেজার ক্ল্যাডিং, লেজার রিমেল্টিং, লেজার অ্যানিলিং, লেজার হার্ডেনিং ইত্যাদির জন্য খুবই উপযুক্ত। এলাকায়, একটি বড় স্থান মানে উচ্চ উত্পাদনশীলতা এবং কম ত্রুটি (তাপ পরিবাহী সোল্ডারিং প্রায় ত্রুটিমুক্ত)।

ঢালাইয়ের পরিপ্রেক্ষিতে, বড় স্পটটি মূলত যৌগিক ঢালাইয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়, যা ছোট কোর ব্যাসের লেজারের সাথে যৌগিক করার জন্য ব্যবহৃত হয়: বড় স্পটটি উপাদানটির পৃষ্ঠকে সামান্য গলে যায়, কঠিন থেকে তরলে রূপান্তরিত করে, যা শোষণের হারকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে। উপাদানটির লেজারে, এবং তারপর একটি ছোট কোর ব্যবহার করে এই প্রক্রিয়ায়, বড় দাগের প্রিহিটিং, পোস্ট-প্রসেসিং এবং গলিত পুলে প্রদত্ত বড় তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টের কারণে, উপাদানটি ক্র্যাক ত্রুটির প্রবণতা নেই দ্রুত গরম এবং দ্রুত শীতল দ্বারা। এটি জোড়ের চেহারাকে মসৃণ করে তুলতে পারে এবং একই সময়ে একক লেজার দ্রবণের চেয়ে কম স্প্যাটার অর্জন করতে পারে।