বিভিন্ন কোর ব্যাসের সাথে লেজারের ঢালাই প্রভাবের তুলনা

লেজার ঢালাইক্রমাগত বা স্পন্দিত লেজার বিম ব্যবহার করে অর্জন করা যেতে পারে। এর নীতিগুলিলেজার ঢালাইতাপ পরিবাহী ঢালাই এবং লেজার গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাই বিভক্ত করা যেতে পারে. যখন বিদ্যুতের ঘনত্ব 104~105 W/cm2 এর কম হয়, তখন তা তাপ পরিবাহী ঢালাই। এই সময়ে, অনুপ্রবেশ গভীরতা অগভীর এবং ঢালাই গতি ধীর হয়; যখন বিদ্যুতের ঘনত্ব 105~107 W/cm2 এর চেয়ে বেশি হয়, তখন তাপের কারণে ধাতব পৃষ্ঠটি "গর্তে" অবতল হয়, গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাই গঠন করে, যার রয়েছে দ্রুত ঢালাই গতি এবং বড় আকারের অনুপাতের বৈশিষ্ট্য। তাপ সঞ্চালনের নীতিলেজার ঢালাইহল: লেজার বিকিরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য পৃষ্ঠকে উত্তপ্ত করে, এবং পৃষ্ঠের তাপ তাপ পরিবাহনের মাধ্যমে অভ্যন্তরে ছড়িয়ে পড়ে। লেজারের পরামিতি যেমন লেজার পালস প্রস্থ, শক্তি, সর্বোচ্চ শক্তি এবং পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ করে, ওয়ার্কপিসটি একটি নির্দিষ্ট গলিত পুল তৈরি করতে গলে যায়।

লেজার গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাই সাধারণত উপকরণ সংযোগ সম্পূর্ণ করার জন্য একটি ক্রমাগত লেজার মরীচি ব্যবহার করে। এর ধাতুবিদ্যাগত শারীরিক প্রক্রিয়াটি ইলেক্ট্রন বিম ঢালাইয়ের অনুরূপ, অর্থাৎ শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়া একটি "কী-হোল" কাঠামোর মাধ্যমে সম্পন্ন হয়।

একটি উচ্চ পর্যাপ্ত শক্তি ঘনত্ব সঙ্গে লেজার বিকিরণ অধীনে, উপাদান বাষ্পীভূত এবং ছোট গর্ত গঠিত হয়. বাষ্পে ভরা এই ছোট গর্তটি একটি কালো দেহের মতো, ঘটনা বিমের প্রায় সমস্ত শক্তি শোষণ করে। গর্তে ভারসাম্যের তাপমাত্রা প্রায় 2500 ছুঁয়েছে°C. উচ্চ-তাপমাত্রার গর্তের বাইরের দেয়াল থেকে তাপ স্থানান্তরিত হয়, যার ফলে গর্তের চারপাশের ধাতু গলে যায়। ছোট গর্তটি উচ্চ-তাপমাত্রার বাষ্পে ভরা হয় যা বিমের বিকিরণের অধীনে প্রাচীরের উপাদানের ক্রমাগত বাষ্পীভবনের দ্বারা উত্পন্ন হয়। ছোট গর্তের দেয়ালগুলি গলিত ধাতু দ্বারা বেষ্টিত থাকে এবং তরল ধাতুটি কঠিন পদার্থ দ্বারা বেষ্টিত থাকে (বেশিরভাগ প্রচলিত ঢালাই প্রক্রিয়া এবং লেজার পরিবাহী ঢালাইয়ে, শক্তি প্রথমে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে জমা হয় এবং তারপর স্থানান্তরের মাধ্যমে অভ্যন্তরে স্থানান্তরিত হয়। ) গর্ত প্রাচীরের বাইরে তরল প্রবাহ এবং প্রাচীর স্তরের পৃষ্ঠের টান গর্ত গহ্বরে ক্রমাগত বাষ্প চাপের সাথে পর্যায়ক্রমে থাকে এবং একটি গতিশীল ভারসাম্য বজায় রাখে। হালকা রশ্মি ক্রমাগত ছোট গর্তে প্রবেশ করে এবং ছোট গর্তের বাইরের উপাদানটি ক্রমাগত প্রবাহিত হয়। আলোর রশ্মি চলার সাথে সাথে ছোট গর্তটি সর্বদা প্রবাহের স্থিতিশীল অবস্থায় থাকে।

অর্থাৎ, ছোট গর্ত এবং গর্ত প্রাচীর ঘিরে থাকা গলিত ধাতু পাইলট বিমের সামনের গতিতে এগিয়ে যায়। ছোট গর্তটি সরানোর পরে গলিত ধাতুটি অবশিষ্ট ফাঁক পূরণ করে এবং সেই অনুযায়ী ঘনীভূত হয় এবং ঝালাই তৈরি হয়। এই সব এত দ্রুত ঘটে যে ঢালাই গতি সহজেই কয়েক মিটার প্রতি মিনিটে পৌঁছাতে পারে।

পাওয়ার ঘনত্ব, তাপ পরিবাহিতা ঢালাই এবং গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাইয়ের প্রাথমিক ধারণাগুলি বোঝার পরে, আমরা পরবর্তীতে বিভিন্ন মূল ব্যাসের শক্তি ঘনত্ব এবং ধাতব পর্যায়গুলির একটি তুলনামূলক বিশ্লেষণ পরিচালনা করব।

বাজারে সাধারণ লেজার কোর ব্যাসের উপর ভিত্তি করে ঢালাই পরীক্ষার তুলনা:

বিভিন্ন কোর ব্যাস সহ লেজারের ফোকাল স্পট অবস্থানের শক্তি ঘনত্ব

শক্তি ঘনত্বের দৃষ্টিকোণ থেকে, একই শক্তির অধীনে, কোর ব্যাস যত ছোট হবে, লেজারের উজ্জ্বলতা তত বেশি হবে এবং শক্তি তত বেশি ঘনীভূত হবে। যদি লেজারটিকে একটি ধারালো ছুরির সাথে তুলনা করা হয়, কোর ব্যাস যত ছোট হবে, লেজার তত ধারালো হবে। 14um কোর ব্যাস লেজারের শক্তি ঘনত্ব 100um কোর ব্যাস লেজারের 50 গুণ বেশি, এবং প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা শক্তিশালী। একই সময়ে, এখানে গণনা করা শক্তি ঘনত্ব শুধুমাত্র একটি সাধারণ গড় ঘনত্ব। প্রকৃত শক্তি বন্টন একটি আনুমানিক গাউসিয়ান বন্টন, এবং কেন্দ্রীয় শক্তি গড় শক্তি ঘনত্বের কয়েকগুণ হবে।

বিভিন্ন মূল ব্যাস সহ লেজার শক্তি বিতরণের পরিকল্পিত চিত্র

শক্তি বন্টন চিত্রের রঙ হল শক্তি বন্টন। রঙ যত লাল হবে, শক্তি তত বেশি। লাল শক্তি হল সেই জায়গা যেখানে শক্তি ঘনীভূত হয়। বিভিন্ন কোর ব্যাস সহ লেজার রশ্মির লেজার শক্তি বিতরণের মাধ্যমে, এটি দেখা যায় যে লেজার রশ্মি সামনে তীক্ষ্ণ নয় এবং লেজার রশ্মি তীক্ষ্ণ। একটি বিন্দুতে শক্তি যত ছোট, তত বেশি ঘনীভূত হবে, এটি তত তীক্ষ্ণ এবং এর ভেদন ক্ষমতা তত শক্তিশালী।

বিভিন্ন কোর ব্যাসের সাথে লেজারের ঢালাই প্রভাবের তুলনা

বিভিন্ন মূল ব্যাসের সাথে লেজারের তুলনা:

(1) পরীক্ষাটি 150mm/s এর গতি, ফোকাস পজিশন ওয়েল্ডিং ব্যবহার করে এবং উপাদানটি 1 সিরিজ অ্যালুমিনিয়াম, 2mm পুরু;

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

(3) ছোট-কোর লেজারগুলির উচ্চ শক্তির ঘনত্ব রয়েছে এবং উচ্চ শক্তি এবং ছোট তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলগুলির সাথে পদার্থের পৃষ্ঠে কীহোলগুলি দ্রুত পাঞ্চ করতে পারে। যাইহোক, একই সময়ে, ওয়েল্ডের পৃষ্ঠটি রুক্ষ, এবং কম-গতির ঢালাইয়ের সময় কীহোল ভেঙে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি, এবং ঢালাই চক্রের সময় কীহোলটি বন্ধ হয়ে যায়। চক্রটি দীর্ঘ, এবং ত্রুটি এবং ছিদ্রের মতো ত্রুটিগুলি ঘটতে পারে। এটি একটি সুইং ট্র্যাজেক্টোরি সহ উচ্চ-গতি প্রক্রিয়াকরণ বা প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত;

(4) বড় কোর ব্যাসের লেজারগুলিতে বৃহত্তর আলোর দাগ এবং আরও বিচ্ছুরিত শক্তি থাকে, যা লেজারের পৃষ্ঠকে অপসারণ, ক্ল্যাডিং, অ্যানিলিং এবং অন্যান্য প্রক্রিয়াগুলির জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে।