লেজার স্টর্ম – ডুয়াল-বিম লেজার প্রযুক্তিতে ভবিষ্যৎ প্রযুক্তিগত পরিবর্তন ২

১. প্রয়োগের উদাহরণ

১) স্প্লাইসিং বোর্ড

১৯৬০-এর দশকে টয়োটা মোটর কোম্পানি সর্বপ্রথম টেইলর-ওয়েল্ডেড ব্ল্যাঙ্ক প্রযুক্তি গ্রহণ করে। এই পদ্ধতিতে দুই বা ততোধিক পাতকে ঝালাই করে একসাথে যুক্ত করা হয় এবং তারপর সেগুলোকে স্ট্যাম্প করা হয়। এই পাতগুলোর পুরুত্ব, উপাদান এবং বৈশিষ্ট্য ভিন্ন হতে পারে। গাড়ির কর্মক্ষমতা এবং শক্তি সাশ্রয়, পরিবেশ সুরক্ষা, ড্রাইভিং নিরাপত্তা ইত্যাদির মতো কার্যকারিতার ক্রমবর্ধমান উচ্চ চাহিদার কারণে টেইলর ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি আরও বেশি মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। প্লেট ওয়েল্ডিং-এর জন্য স্পট ওয়েল্ডিং, ফ্ল্যাশ বাট ওয়েল্ডিং ব্যবহার করা যেতে পারে।লেজার ওয়েল্ডিং, হাইড্রোজেন আর্ক ওয়েল্ডিং, ইত্যাদি। বর্তমানে,লেজার ওয়েল্ডিংএটি প্রধানত দর্জির মতো ঝালাই করা কাঁচামালের বৈদেশিক গবেষণা ও উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়।

পরীক্ষা এবং গণনার ফলাফল তুলনা করে দেখা গেছে যে, ফলাফলগুলো ভালোভাবে মিলে গেছে, যা তাপ উৎস মডেলটির সঠিকতা যাচাই করে। বিভিন্ন প্রসেস প্যারামিটারের অধীনে ওয়েল্ড সিমের প্রস্থ গণনা করা হয়েছিল এবং পর্যায়ক্রমে অপ্টিমাইজ করা হয়েছিল। অবশেষে, ২:১ বিম শক্তি অনুপাত গ্রহণ করা হয়, দুটি বিমকে সমান্তরালভাবে সাজানো হয়, যেখানে উচ্চ শক্তির বিমটি ওয়েল্ড সিমের কেন্দ্রে এবং নিম্ন শক্তির বিমটি পুরু প্লেটে স্থাপন করা হয়। এটি কার্যকরভাবে ওয়েল্ডের প্রস্থ কমাতে পারে। যখন দুটি বিম একে অপরের থেকে ৪৫ ডিগ্রি কোণে সাজানো হয়, তখন বিমগুলো যথাক্রমে পুরু প্লেট এবং পাতলা প্লেটের উপর কাজ করে। কার্যকর হিটিং বিমের ব্যাস কমে যাওয়ার কারণে ওয়েল্ডের প্রস্থও হ্রাস পায়।

২) অ্যালুমিনিয়াম ইস্পাত ভিন্ন ধাতু

বর্তমান গবেষণা নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তে উপনীত হয়েছে: (1) বিম শক্তি অনুপাত বৃদ্ধির সাথে সাথে, ওয়েল্ড/অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ইন্টারফেসের একই অবস্থানে আন্তঃধাতব যৌগের পুরুত্ব ধীরে ধীরে হ্রাস পায় এবং বিতরণ আরও নিয়মিত হয়। যখন RS=2, ইন্টারফেস IMC স্তরের পুরুত্ব 5-10 মাইক্রনের মধ্যে থাকে। মুক্ত "সুই-সদৃশ" IMC-এর সর্বোচ্চ দৈর্ঘ্য 23 মাইক্রনের মধ্যে থাকে। যখন RS=0.67, ইন্টারফেস IMC স্তরের পুরুত্ব 5 মাইক্রনের নিচে থাকে এবং মুক্ত "সুই-সদৃশ" IMC-এর সর্বোচ্চ দৈর্ঘ্য 5.6 মাইক্রন হয়। আন্তঃধাতব যৌগের পুরুত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।

(2)যখন ওয়েল্ডিংয়ের জন্য প্যারালাল ডুয়াল-বিম লেজার ব্যবহার করা হয়, তখন ওয়েল্ড/অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ইন্টারফেসে IMC আরও অনিয়মিত হয়। স্টিল/অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় জয়েন্ট ইন্টারফেসের কাছাকাছি ওয়েল্ড/অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ইন্টারফেসে IMC স্তরের পুরুত্ব বেশি হয়, যার সর্বোচ্চ পুরুত্ব ২৩.৭ মাইক্রন। বিম এনার্জি রেশিও বাড়ার সাথে সাথে, যখন RS=১.৫০ হয়, তখনও ওয়েল্ড/অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ইন্টারফেসে IMC স্তরের পুরুত্ব সিরিয়াল ডুয়াল বিমের একই এলাকার ইন্টারমেটালিক কম্পাউন্ডের পুরুত্বের চেয়ে বেশি থাকে।

৩. অ্যালুমিনিয়াম-লিথিয়াম সংকর ধাতুর টি-আকৃতির জোড়

2A97 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের লেজার ওয়েল্ডেড জয়েন্টের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে গবেষকরা এর মাইক্রোহার্ডনেস, টেনসাইল বৈশিষ্ট্য এবং ফ্যাটিগ বৈশিষ্ট্য নিয়ে গবেষণা করেছেন। পরীক্ষার ফলাফল থেকে দেখা যায় যে: 2A97-T3/T4 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের লেজার ওয়েল্ডেড জয়েন্টের ওয়েল্ড জোন মারাত্মকভাবে নরম হয়ে যায়। এর সহগ প্রায় ০.৬, যা মূলত শক্তিশালীকরণ পর্যায়ের দ্রবণ এবং পরবর্তীকালে অধঃক্ষেপণে অসুবিধার সাথে সম্পর্কিত; IPGYLR-6000 ফাইবার লেজার দ্বারা ওয়েল্ড করা 2A97-T4 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় জয়েন্টের শক্তি সহগ ০.৮ পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, কিন্তু এর প্লাস্টিসিটি কম, যেখানে IPGYLS-4000 ফাইবারলেজার ওয়েল্ডিংলেজার ওয়েল্ডিং করা 2A97-T3 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় জয়েন্টের শক্তি সহগ প্রায় ০.৬; 2A97-T3 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের লেজার ওয়েল্ডিং করা জয়েন্টগুলিতে ফাটল বা চিড় ধরার মূল কারণ হলো ছিদ্রজনিত ত্রুটি।

সিঙ্ক্রোনাস মোডে, বিভিন্ন ক্রিস্টাল মরফোলজি অনুসারে, FZ প্রধানত কলামনার ক্রিস্টাল এবং ইকুয়াক্সড ক্রিস্টাল দ্বারা গঠিত হয়। কলামনার ক্রিস্টালগুলোর একটি এপিটেক্সিয়াল EQZ গ্রোথ ওরিয়েন্টেশন থাকে এবং এদের বৃদ্ধির দিক ফিউশন লাইনের সাথে লম্বভাবে থাকে। এর কারণ হলো, EQZ গ্রেইনের পৃষ্ঠ একটি তৈরি নিউক্লিয়েশন কণা, এবং এই দিকে তাপের অপচয় সবচেয়ে দ্রুত হয়। তাই, উল্লম্ব ফিউশন লাইনের প্রাথমিক ক্রিস্টালোগ্রাফিক অক্ষ বরাবর বৃদ্ধি ঘটে এবং পাশের দিকগুলোর বৃদ্ধি সীমাবদ্ধ থাকে। কলামনার ক্রিস্টালগুলো ওয়েল্ডের কেন্দ্রের দিকে বাড়তে থাকলে, কাঠামোগত মরফোলজি পরিবর্তিত হয় এবং কলামনার ডেনড্রাইট গঠিত হয়। ওয়েল্ডের কেন্দ্রে, গলিত পুলের তাপমাত্রা বেশি থাকে, সব দিকে তাপ অপচয়ের হার একই থাকে, এবং গ্রেইনগুলো সব দিকে ইকুয়াক্সিয়ালি বৃদ্ধি পেয়ে ইকুয়াক্সড ডেনড্রাইট গঠন করে। যখন ইকুয়াক্সড ডেনড্রাইটের প্রাথমিক ক্রিস্টালোগ্রাফিক অক্ষ স্পেসিমেন প্লেনের সাথে ঠিক স্পর্শক হয়, তখন মেটালোগ্রাফিক ফেজে সুস্পষ্ট ফুলের মতো গ্রেইন দেখা যায়। এছাড়াও, ওয়েল্ড জোনের স্থানীয় উপাদানগুলির সুপারকুলিং দ্বারা প্রভাবিত হয়ে, সিনক্রোনাস মোড টি-আকৃতির জয়েন্টের ওয়েল্ডেড সিম এলাকায় সাধারণত ইকুয়াক্সড ফাইন-গ্রেইনড ব্যান্ড দেখা যায়, এবং ইকুয়াক্সড ফাইন-গ্রেইনড ব্যান্ডের দানার আকারবিদ্যা EQZ-এর দানার আকারবিদ্যা থেকে ভিন্ন হয়। যেহেতু হেটেরোজেনাস মোড TSTB-LW-এর হিটিং প্রক্রিয়া সিনক্রোনাস মোড TSTB-LW-এর থেকে ভিন্ন, তাই ম্যাক্রোমরফোলজি এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার মরফোলজিতে সুস্পষ্ট পার্থক্য দেখা যায়। হেটেরোজেনাস মোড TSTB-LW টি-আকৃতির জয়েন্ট দুটি তাপীয় চক্রের মধ্য দিয়ে যায়, যা ডাবল মল্টেন পুলের বৈশিষ্ট্য দেখায়। ওয়েল্ডের ভিতরে একটি সুস্পষ্ট সেকেন্ডারি ফিউশন লাইন থাকে এবং থার্মাল কন্ডাকশন ওয়েল্ডিং দ্বারা গঠিত মল্টেন পুলটি ছোট হয়। হেটেরোজেনাস মোড TSTB-LW প্রক্রিয়ায়, ডিপ পেনিট্রেশন ওয়েল্ড থার্মাল কন্ডাকশন ওয়েল্ডিংয়ের হিটিং প্রক্রিয়া দ্বারা প্রভাবিত হয়। সেকেন্ডারি ফিউশন লাইনের কাছাকাছি কলামনার ডেনড্রাইট এবং ইকুয়াক্সড ডেনড্রাইটগুলিতে সাবগ্রেইন বাউন্ডারি কম থাকে এবং সেগুলি কলামনার বা সেলুলার ক্রিস্টালে রূপান্তরিত হয়, যা নির্দেশ করে যে থার্মাল কন্ডাক্টিভিটি ওয়েল্ডিংয়ের হিটিং প্রক্রিয়া ডিপ পেনিট্রেশন ওয়েল্ডের উপর একটি হিট ট্রিটমেন্ট প্রভাব ফেলে। এবং থার্মাল কন্ডাক্টিভ ওয়েল্ডের কেন্দ্রে ডেনড্রাইটের গ্রেইন সাইজ ২-৫ মাইক্রন, যা ডিপ পেনিট্রেশন ওয়েল্ডের কেন্দ্রে থাকা ডেনড্রাইটের গ্রেইন সাইজের (৫-১০ মাইক্রন) চেয়ে অনেক ছোট। এর প্রধান কারণ হলো ওয়েল্ডের উভয় পাশের সর্বোচ্চ উত্তাপ। তাপমাত্রা পরবর্তী শীতলীকরণের হারের সাথে সম্পর্কিত।

৩) দ্বি-রশ্মি লেজার পাউডার ক্ল্যাডিং ঝালাইয়ের মূলনীতি

৪)উচ্চ সোল্ডার জয়েন্ট শক্তি

ডাবল-বিম লেজার পাউডার ডিপোজিশন ওয়েল্ডিং পরীক্ষায়, যেহেতু দুটি লেজার রশ্মি ব্রিজ ওয়্যারের উভয় পাশে পাশাপাশি বিতরণ করা হয়, তাই লেজার এবং সাবস্ট্রেটের পরিসর সিঙ্গেল-বিম লেজার পাউডার ডিপোজিশন ওয়েল্ডিংয়ের চেয়ে বড় হয় এবং এর ফলে সৃষ্ট সোল্ডার জয়েন্টগুলো ব্রিজ ওয়্যারের সাথে উল্লম্ব থাকে। ওয়্যারের দিকটি তুলনামূলকভাবে দীর্ঘায়িত হয়। চিত্র ৩.৬-এ সিঙ্গেল-বিম এবং ডাবল-বিম লেজার পাউডার ডিপোজিশন ওয়েল্ডিং দ্বারা প্রাপ্ত সোল্ডার জয়েন্টগুলো দেখানো হয়েছে। ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, এটি ডাবল-বিম হোক বা অন্য কিছু,লেজার ওয়েল্ডিংপদ্ধতি বা একটি একক-বিমলেজার ওয়েল্ডিংএই পদ্ধতিতে, তাপ পরিবাহিতার মাধ্যমে মূল উপাদানের উপর একটি নির্দিষ্ট গলিত পুল তৈরি হয়। এইভাবে, গলিত পুলের মধ্যে থাকা মূল উপাদানের গলিত ধাতু, গলিত সেলফ-ফ্লাক্সিং অ্যালয় পাউডারের সাথে একটি ধাতুবিদ্যাগত বন্ধন তৈরি করতে পারে, যার ফলে ওয়েল্ডিং সম্পন্ন হয়। ওয়েল্ডিংয়ের জন্য ডুয়াল-বিম লেজার ব্যবহার করার সময়, লেজার রশ্মি এবং মূল উপাদানের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াটি হলো দুটি লেজার রশ্মির ক্রিয়াশীল এলাকার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া, অর্থাৎ, উপাদানের উপর লেজার দ্বারা গঠিত দুটি গলিত পুলের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া। এইভাবে, এর ফলে সৃষ্ট নতুন ফিউশন এলাকা সিঙ্গেল-বিম পদ্ধতির চেয়ে বড় হয়।লেজার ওয়েল্ডিংসুতরাং ডাবল-বিম দ্বারা প্রাপ্ত সোল্ডার জয়েন্টগুলিলেজার ওয়েল্ডিংএকক-বিমের চেয়ে শক্তিশালীলেজার ওয়েল্ডিং.

২. উচ্চ সোল্ডারেবিলিটি এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা

একক-বিমেলেজার ওয়েল্ডিংএই পরীক্ষায়, যেহেতু লেজারের ফোকাস করা স্পটের কেন্দ্র সরাসরি মাইক্রো-ব্রিজ ওয়্যারের উপর কাজ করে, তাই ব্রিজ ওয়্যারটির জন্য অত্যন্ত উচ্চ মানের প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।লেজার ওয়েল্ডিংপ্রক্রিয়াগত প্যারামিটার, যেমন লেজার শক্তি ঘনত্বের অসম বন্টন এবং অ্যালয় পাউডারের অসম পুরুত্ব। এর ফলে ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়ার সময় তার ছিঁড়ে যেতে পারে এবং এমনকি সরাসরি ব্রিজ ওয়্যার বাষ্পীভূত হয়ে যেতে পারে। ডাবল-বিম লেজার ওয়েল্ডিং পদ্ধতিতে, যেহেতু দুটি লেজার বিমের ফোকাস করা স্পট কেন্দ্রগুলি সরাসরি মাইক্রো-ব্রিজ ওয়্যারের উপর কাজ করে না, তাই ব্রিজ ওয়্যারের লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়াগত প্যারামিটারের কঠোর প্রয়োজনীয়তা হ্রাস পায় এবং ওয়েল্ডেবিলিটি ও রিপিটেবিলিটি ব্যাপকভাবে উন্নত হয়।