লেজার উপাদান মিথস্ক্রিয়া - কীহোল প্রভাব

কীহোলের গঠন এবং বিকাশ:

কীহোলের সংজ্ঞা: যখন বিকিরণ বিকিরণ 10^6W/cm^2 এর বেশি হয়, তখন লেজারের ক্রিয়ায় উপাদানটির পৃষ্ঠ গলে যায় এবং বাষ্পীভূত হয়। যখন বাষ্পীভবনের গতি যথেষ্ট বড় হয়, তখন উত্পন্ন বাষ্প রিকোয়েল চাপ তরল ধাতুর পৃষ্ঠের উত্তেজনা এবং তরল মাধ্যাকর্ষণকে অতিক্রম করার জন্য যথেষ্ট, যার ফলে কিছু তরল ধাতু স্থানচ্যুত হয়, যার ফলে উত্তেজনা অঞ্চলে গলিত পুলটি ডুবে যায় এবং ছোট গর্ত তৈরি করে। ; আলোর রশ্মি সরাসরি ছোট গর্তের নীচে কাজ করে, যার ফলে ধাতুটি আরও গলে যায় এবং গ্যাস হয়ে যায়। উচ্চ চাপের বাষ্প গর্তের নীচের তরল ধাতুকে গলিত পুলের পরিধির দিকে প্রবাহিত হতে বাধ্য করে, ছোট গর্তটিকে আরও গভীর করে। এই প্রক্রিয়া চলতে থাকে, শেষ পর্যন্ত তরল ধাতুতে গর্তের মতো একটি কীহোল তৈরি করে। যখন ছোট গর্তে লেজার রশ্মি দ্বারা সৃষ্ট ধাতব বাষ্পের চাপ তরল ধাতুর পৃষ্ঠের টান এবং অভিকর্ষের সাথে সাম্যাবস্থায় পৌঁছায়, তখন ছোট গর্তটি আর গভীর হয় না এবং একটি গভীর স্থিতিশীল ছোট গর্ত তৈরি করে, যাকে "ছোট গর্ত প্রভাব" বলা হয়। .

লেজারের রশ্মি ওয়ার্কপিসের সাপেক্ষে নড়াচড়া করে, ছোট গর্তটি সামনের দিকে কিছুটা পিছনের দিকে বাঁকানো এবং পিছনে একটি স্পষ্টভাবে ঝুঁকে থাকা উল্টানো ত্রিভুজ দেখায়। ছোট গর্তের সামনের প্রান্তটি উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ বাষ্পের চাপ সহ লেজারের ক্রিয়া এলাকা, যখন পিছনের প্রান্ত বরাবর তাপমাত্রা তুলনামূলকভাবে কম এবং বাষ্পের চাপ ছোট। এই চাপ এবং তাপমাত্রার পার্থক্যের অধীনে, গলিত তরল সামনের প্রান্ত থেকে পিছনের প্রান্তে ছোট গর্তের চারপাশে প্রবাহিত হয়, ছোট গর্তের পিছনের প্রান্তে একটি ঘূর্ণি তৈরি করে এবং অবশেষে পিছনের প্রান্তে শক্ত হয়ে যায়। লেজার সিমুলেশন এবং প্রকৃত ঢালাইয়ের মাধ্যমে প্রাপ্ত কীহোলের গতিশীল অবস্থা উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে, ছোট গর্তের রূপবিদ্যা এবং বিভিন্ন গতিতে ভ্রমণের সময় আশেপাশের গলিত তরল প্রবাহ।

ছোট গর্তের উপস্থিতির কারণে, লেজার রশ্মি শক্তি উপাদানের অভ্যন্তরে প্রবেশ করে, এই গভীর এবং সরু ওয়েল্ড সীম তৈরি করে। লেজার গভীর অনুপ্রবেশ ওয়েল্ড সীমের সাধারণ ক্রস-বিভাগীয় রূপবিদ্যা উপরের চিত্রে দেখানো হয়েছে। ওয়েল্ড সিমের অনুপ্রবেশের গভীরতা কীহোলের গভীরতার কাছাকাছি (সুনির্দিষ্টভাবে বলতে গেলে, মেটালোগ্রাফিক স্তরটি কীহোলের চেয়ে 60-100m গভীর, একটি কম তরল স্তর)। লেজারের শক্তির ঘনত্ব যত বেশি হবে, ছোট গর্ত তত গভীর হবে এবং ওয়েল্ড সিমের অনুপ্রবেশ গভীরতা তত বেশি হবে। হাই-পাওয়ার লেজার ওয়েল্ডিংয়ে, ওয়েল্ড সিমের সর্বাধিক গভীরতা থেকে প্রস্থের অনুপাত 12:1 এ পৌঁছাতে পারে।

এর শোষণ বিশ্লেষণলেজার শক্তিকীহোল দ্বারা

ছোট গর্ত এবং প্লাজমা গঠনের আগে, লেজারের শক্তি প্রধানত তাপ পরিবাহনের মাধ্যমে ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরে প্রেরণ করা হয়। ঢালাই প্রক্রিয়াটি পরিবাহী ঢালাইয়ের অন্তর্গত (0.5 মিমি এর কম অনুপ্রবেশ গভীরতা সহ), এবং লেজারের উপাদানটির শোষণের হার 25-45% এর মধ্যে। একবার কীহোল তৈরি হয়ে গেলে, লেজারের শক্তি প্রধানত কীহোল প্রভাবের মাধ্যমে ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তর দ্বারা শোষিত হয় এবং ঢালাই প্রক্রিয়াটি গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাই হয়ে যায় (0.5 মিমি এর বেশি অনুপ্রবেশ গভীরতার সাথে), শোষণের হার পৌঁছাতে পারে 60-90% এর বেশি।

লেজার ওয়েল্ডিং, কাটিং এবং ড্রিলিংয়ের মতো প্রক্রিয়াকরণের সময় লেজারের শোষণ বাড়ানোর ক্ষেত্রে কীহোল প্রভাব অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। কীহোলে প্রবেশ করা লেজার রশ্মি গর্ত প্রাচীর থেকে একাধিক প্রতিফলনের মাধ্যমে প্রায় সম্পূর্ণরূপে শোষিত হয়।

এটি সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে কীহোলের অভ্যন্তরে লেজারের শক্তি শোষণ পদ্ধতিতে দুটি প্রক্রিয়া রয়েছে: বিপরীত শোষণ এবং ফ্রেসনেল শোষণ।

কীহোলের ভিতরে চাপের ভারসাম্য

লেজারের গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাইয়ের সময়, উপাদানটি গুরুতর বাষ্পীভবনের মধ্য দিয়ে যায় এবং উচ্চ-তাপমাত্রার বাষ্প দ্বারা উত্পন্ন প্রসারণ চাপ তরল ধাতুকে বের করে দেয়, ছোট গর্ত তৈরি করে। উপাদানের বাষ্প চাপ এবং বিমোচন চাপ (এছাড়াও বাষ্পীভবন প্রতিক্রিয়া বল বা রিকোয়েল চাপ নামেও পরিচিত) ছাড়াও, পৃষ্ঠের উত্তেজনা, মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা সৃষ্ট তরল স্থির চাপ এবং ভিতরে গলিত পদার্থের প্রবাহ দ্বারা সৃষ্ট তরল গতিশীল চাপ রয়েছে। ছোট গর্ত। এই চাপগুলির মধ্যে, শুধুমাত্র বাষ্প চাপ ছোট গর্তের খোলার বজায় রাখে, অন্য তিনটি শক্তি ছোট গর্তটি বন্ধ করার চেষ্টা করে। ঢালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন কীহোলের স্থায়িত্ব বজায় রাখতে, বাষ্পের চাপ অন্যান্য প্রতিরোধকে অতিক্রম করতে এবং ভারসাম্য অর্জনের জন্য যথেষ্ট হতে হবে, কীহোলের দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব বজায় রাখতে হবে। সরলতার জন্য, এটি সাধারণত বিশ্বাস করা হয় যে কীহোল প্রাচীরের উপর কাজ করে এমন শক্তিগুলি প্রধানত অ্যাবেশন প্রেসার (ধাতু বাষ্প রিকোয়েল চাপ) এবং পৃষ্ঠের টান।

কীহোলের অস্থিরতা

পটভূমি: লেজার পদার্থের পৃষ্ঠে কাজ করে, যার ফলে প্রচুর পরিমাণে ধাতু বাষ্পীভূত হয়। রিকোয়েল চাপ গলিত পুলের উপর চাপ দেয়, কীহোল এবং প্লাজমা তৈরি করে, যার ফলে গলে যাওয়া গভীরতা বৃদ্ধি পায়। সরানোর প্রক্রিয়া চলাকালীন, লেজারটি কীহোলের সামনের দেয়ালে আঘাত করে এবং লেজারটি উপাদানটির সাথে যে অবস্থানে যোগাযোগ করে তা উপাদানটির মারাত্মক বাষ্পীভবন ঘটায়। একই সময়ে, কীহোলের প্রাচীরটি ব্যাপক ক্ষতির সম্মুখীন হবে, এবং বাষ্পীভবন একটি রিকোয়েল চাপ তৈরি করবে যা তরল ধাতুর উপর চাপ দেবে, যার ফলে কীহোলের ভিতরের প্রাচীরটি নীচের দিকে ওঠানামা করবে এবং কীহোলের নীচের দিকে ঘুরবে। গলিত পুলের পিছনে। সামনের দেওয়াল থেকে পিছনের দেওয়ালে তরল গলিত পুলের ওঠানামার কারণে, কীহোলের ভিতরের আয়তন ক্রমাগত পরিবর্তিত হয়, কীহোলের অভ্যন্তরীণ চাপও সেই অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়, যা স্প্রে করা প্লাজমার আয়তনের পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে। . প্লাজমার আয়তনের পরিবর্তনের ফলে লেজারের শক্তির শিল্ডিং, প্রতিসরণ এবং শোষণের পরিবর্তন ঘটে, যার ফলে লেজারের শক্তি উপাদান পৃষ্ঠে পৌঁছায়। পুরো প্রক্রিয়াটি গতিশীল এবং পর্যায়ক্রমিক, পরিণামে একটি করাত দাঁতের আকৃতির এবং তরঙ্গায়িত ধাতুর অনুপ্রবেশের ফলে, এবং কোন মসৃণ সমান অনুপ্রবেশ জোড় নেই, উপরের চিত্রটি হল ওয়েল্ডের কেন্দ্রের একটি ক্রস-বিভাগীয় দৃশ্য যা অনুদৈর্ঘ্যের সমান্তরাল কাটার দ্বারা প্রাপ্ত। ঢালাই কেন্দ্র, সেইসাথে কীহোলের গভীরতার পরিবর্তনের একটি রিয়েল-টাইম পরিমাপআইপিজিপ্রমাণ হিসেবে এলডিডি।

কীহোলের স্থায়িত্বের দিকটি উন্নত করুন

লেজার গভীর অনুপ্রবেশ ঢালাইয়ের সময়, ছোট গর্তের স্থায়িত্ব শুধুমাত্র গর্তের ভিতরে বিভিন্ন চাপের গতিশীল ভারসাম্য দ্বারা নিশ্চিত করা যেতে পারে। যাইহোক, গর্ত প্রাচীর দ্বারা লেজার শক্তির শোষণ এবং উপকরণের বাষ্পীভবন, ছোট গর্তের বাইরে ধাতব বাষ্পের নির্গমন, এবং ছোট গর্ত এবং গলিত পুলের অগ্রসর হওয়া সবই খুব তীব্র এবং দ্রুত প্রক্রিয়া। নির্দিষ্ট প্রক্রিয়ার অবস্থার অধীনে, ঢালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন নির্দিষ্ট মুহুর্তে, স্থানীয় এলাকায় ছোট গর্তের স্থায়িত্ব ব্যাহত হওয়ার সম্ভাবনা থাকে, যা ঢালাই ত্রুটির দিকে পরিচালিত করে। সবচেয়ে সাধারণ এবং সাধারণগুলি হল ছোট ছিদ্র টাইপ পোরোসিটি ত্রুটি এবং কীহোল ভেঙে যাওয়ার কারণে স্প্যাটার;

তাহলে কীহোল স্থির করবেন কীভাবে?

কীহোল ফ্লুইডের ওঠানামা তুলনামূলকভাবে জটিল এবং এতে অনেকগুলি কারণ জড়িত থাকে (তাপমাত্রা ক্ষেত্র, প্রবাহ ক্ষেত্র, বল ক্ষেত্র, অপটোইলেক্ট্রনিক পদার্থবিদ্যা), যাকে সহজভাবে দুটি বিভাগে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে: পৃষ্ঠের উত্তেজনা এবং ধাতব বাষ্প রিকোয়েল চাপের মধ্যে সম্পর্ক; ধাতব বাষ্পের রিকোয়েল চাপ সরাসরি কীহোল তৈরির উপর কাজ করে, যা কীহোলের গভীরতা এবং আয়তনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। একই সময়ে, ঢালাই প্রক্রিয়ায় ধাতব বাষ্পের একমাত্র ঊর্ধ্বগামী পদার্থ হিসেবে, এটি স্প্যাটারের ঘটনার সাথেও ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত; সারফেস টান গলিত পুলের প্রবাহকে প্রভাবিত করে;

তাই স্থিতিশীল লেজার ঢালাই প্রক্রিয়া অত্যধিক ওঠানামা ছাড়াই গলিত পুলে পৃষ্ঠের উত্তেজনার বন্টন গ্রেডিয়েন্ট বজায় রাখার উপর নির্ভর করে। সারফেস টান তাপমাত্রা বন্টনের সাথে সম্পর্কিত, এবং তাপমাত্রা বন্টন তাপ উৎসের সাথে সম্পর্কিত। অতএব, যৌগিক তাপ উৎস এবং সুইং ঢালাই স্থিতিশীল ঢালাই প্রক্রিয়ার জন্য সম্ভাব্য প্রযুক্তিগত দিকনির্দেশ;

ধাতব বাষ্প এবং কীহোল ভলিউম প্লাজমা প্রভাব এবং কীহোল খোলার আকারের দিকে মনোযোগ দিতে হবে। খোলার যত বড় হবে, কীহোল তত বড় হবে এবং গলিত পুলের নীচের বিন্দুতে নগণ্য ওঠানামা, যা সামগ্রিক কীহোলের আয়তন এবং অভ্যন্তরীণ চাপের পরিবর্তনের উপর তুলনামূলকভাবে ছোট প্রভাব ফেলে; তাই অ্যাডজাস্টেবল রিং মোড লেজার (ক্যানুলার স্পট), লেজার আর্ক রিকম্বিনেশন, ফ্রিকোয়েন্সি মডুলেশন ইত্যাদি সব দিকই প্রসারিত হতে পারে।