Lazer svetləmə zonalarında qaz boşluqlarının səbəbləri və nəzarət üsulları

I. Giriş

Lazer lehimləmə yüksək enerji sıxlığı, kiçik istilik təsirli zona, yaxşı lehim formasiyası və aşağı deformasiya kimi üstünlüklər təqdim edir. Bu, saqqal istehsalında, istehlak elektronikasında, batareya istehsalında, tibbi cihazlarda və avtomobil sənayesində geniş istifadə olunur. Bununla belə, praktiki lehimləmə tətbiqetmələrində material, avadanlıq və proses amillərinin birləşmiş təsiri nəticəsində tez-tez lehimlərin daxilində və ya səthində gözenek defektleri meydana çıxır. Bu defektlər lehimlərin möhkəmliyinə, sıxlığına və görünüş keyfiyyətinə mənfi təsir göstərir. Buna görə də, gözenek əmələgəlmə mexanizmlərini təhlil etmək və lehimləmənin sabitliyini və məhsul keyfiyyətini artırmaq üçün effektiv nəzarət tədbirləri təklif etmək lazımdır.

II. Lehimdə Gözeneklərin Əsas Səbəbləri

Lehimdə gözenek adətən tutulmuş qaz, həll olmuş qazın çökməsi və ya materialın buxarlanması nəticəsində yaranır. Əsas səbəblərə aşağıdakılar daxildir:

1. Materialların Səthinin Çirklənməsi

Yanğın səthlərində neft, nəmlik, pas və ya örtük varsa, yüksək temperaturda parçalanırlar və ərimiş həzmə qazlar buraxırlar. Məsələn:

Neft çirklənməsi → hidrokarbon qazları əmələ gətirir

Nəmlik → H₂ və O₂ əmələ gətirir

Örtüklər → üzvi və ya qeyri-üzvi qazlara parçalanır

Əgər ərimiş həzm sürətlə bərkisə, bu qazlar vaxtında xaric olmağa və poralar əmələ gətirməyə imkan tapmır.

2. Materiallarda yüksək qaz miqdarı

Bəzi materiallarda hidrogen, oksigen, azot və ya daxili qatqılar daha çox olur və ərimə zamanı çökməyə və körpücük əmələ gəlməyə səbəb olur. Məsələn:

Alüminium ərintiləri hidrogenə həssasdır

Poladlar oksigenə həssasdır

Mis ərintiləri azota həssasdır

Əgər temperli hovuzun mövcudluğu zamanı kifayət qədər olmaz və ya soyuma çox sürətli gedərsə, qazlar orada qalır və göbələklər əmələ gəlir.

3. Kifayət qədər olmayan və ya sabit olmayan lazer enerjisi daxilolması

Əgər enerji sıxlığı kifayət qədər olmazsa, temperli hovuz səthi az olan və axıcılığı zəif olan hala gəlir ki, bu da qazların çıxmasını çətinləşdirir. Enerjinin dalğalanması temperli hovuzun qapanmasında fərqlilik yarada bilər və bu da baloncukların tutulmasına səbəb olur.

Tez-tez rast gəlinən hallara aşağıdakılar aiddir:

Lazer gücünün dalğalanması

Güc sıxlığının azalmasına səbəb olan fokusdan kənarlaşma

Tam nüfuz etməməyə səbəb olan çox yüksək weldinq sürəti

4. Qoruyucu qazın düzgün tətbiq edilməməsi

Kifayət qədər olmayan qorunma və ya səhv istiqamətli qorunma havanın temperli hovuza daxil olmasına və qaz reaksiyalarının baş verməsinə imkan verir. Çox yüksək qaz axını isə turbulensiya və ya hava qatılması yarada bilər.

Tez-tez rast gəlinən problemlərə aşağıdakılar daxildir:

Vortex əmələ gəlməsinə səbəb olan artıq argon axını

Qazın düzgün təchiz edilməməsi nəticəsində qoruyucu örtüyün tam olmaması

Axış sahələrinin pozulmasına səbəb olan nozulun çirklənməsi

5. Doldurma materialı ilə əsas metal arasındakı uyğunsuzluq

Doldurma telindən istifadə edərkən doldurma telinin tərkibi, qaz ehtiva etməsi və ya təmizliyi zəifdirsə, əlavə qaz və ya daxili qatqılar əlavə edilə bilər.

Nümunələrə aiddir:

Nəmli və ya rütubət udan elektrik dəmiri

Yaxşı olmayan saxlama şəraiti

Telin kifayət qədər təmizlənməməsi

III. Qaynaqda gözenekliliyin əsas təhlükələri

Gözeneklilik defektleri məhsul keyfiyyətini əsasən aşağıdakı şəkildə təsir edir:

Azalmış qaynaq möhkəmliyi və sıradanlıq həyatı

Tikinti və bariyer performansının pozulması

Görkəmin keyfiyyətinin aşağı düşməsi

Kritik tətbiqlərdə etibarlılığın azalması

Batareya qabları, tibbi cihazlar və qazsız strukturlar kimi sənayelər məsamalıq defektləri səbəbilə məhsulları tamamilə rədd edə bilər.

IV. Qaynaq Məsamalılığı Defektlərinin Nəzarət Üsulları

Lazer qaynağı keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün materiallarda, avadanlıqlarda, proseslərdə və mühitdə optimallaşdırma aparılmalıdır.

1. Düzgün Səthdən Əvvəlki Emalı Həyata Keçirin

Qaynaq səthinin təmizlənməsi məsamalılıq riskini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Ümumi üsullara aşağıdakılar daxildir:

Mexaniki təmizləmə (zımpara, fırçalama)

Həlledici ilə təmizləmə (spirt, aseton)

Lazerlə təmizləmə (kütləvi istehsal üçün uyğundur)

Qurutma və nəm azaldılması (xüsusilə alüminium ərintiləri üçün)

Əsas sahələrə qaynaq zonası və üst-üstə gələn birləşmələrin daxili kontakt sahələri daxildir.

2. Material keyfiyyətini və saxlama şəraitini nəzarət etmək

Materialın qaz udma xüsusiyyətlərinə əsasən:

Alüminium ərintiləri nəm udmasının qarşısını almaq üçün quru saxlanılmalıdır

Mis detalları qazla və ya örtüklə oksidləşmədən qorunmalıdır

Polad ciddi paslanmadan və çirk düşməkdən qaçınmalıdır

Doldurucu simli qaynaqda simin quru və təmiz qalması lazımdır.

3. Lazer Enerjisi Parametrlərini Optimallaşdırın

Qazın çıxması üçün düzgün proses uyğunluğu kritik əhəmiyyət daşıyır. Optimallaşdırma istiqamətlərinə aşağıdakılar daxildir:

Güc sıxlığının artırılması → nüfuzetmə və maye hərəkətini yaxşılaşdırır

Yanma sürətinin azaldılması → ərimiş hovuzun açılma müddətini uzadır

Fokus mövqeyinin tənzimlənməsi → ərimiş hovuzun sabitliyini artırır

Lazer çıxışının sabitləşdirilməsi → enerji dalğalanmalarından qaçınır

Dərin nüfuzetməli yanmada mənfi defokus nüfuzetməni və axın davranışını yaxşılaşdıra bilər.

4. Qoruyucu Qaz Sistemlərini Təkmilləşdirin

Qoruyucu qazın optimallaşdırılmasına aşağıdakılar daxildir:

Uyğun qazların seçilməsi (məsələn, alüminiumun yanmasında argon)

Hərəkət sürətlərinin idarə edilməsi (türbülansdan qaçınmaq)

Nozul bucağının və məsafənin optimallaşdırılması

Hava daxil olmasının qarşısını almaq üçün müdafiə əhatəsini artırmaq

Alüminiumun qaynağı üçün, çoxalmağı azaltmaq üçün tez-tez ikiqat qazlı və ya örtükli ekranlardan istifadə olunur.

birlik Dizaynını və Qaynaq Konfiqurasiyasını Optimallaşdırın

Birlik dizaynı qazın çıxma davranışını təsir edir:

Mümkün qədər lap birlikləri üstünlük verin

Əgər lap birləşmələrdən imtina etmək mümkün deyilsə, onlara qazın çıxması üçün ventilyasiya yolları təmin edin

Sürətli soyuma zamanı qazı tərsiyə ala biləcək qapalı strukturlardan qaçının

Düzgün konstruktiv dizayn gərginliyi azaldır və qazın çıxma səmərəliliyini artırır.

V. Nəticə

Lazer qaynağında porozlik materiallar, proseslər və mühit şəraiti təsirlərinin birləşməsindən yaranan tipik bir defektir. Onun əmələgəlmə mexanizmi bir neçə amillə sıx bağlıdır. Materialların təmizliyini artırmaqla, lazer və ekranlaşdırıcı qaz parametrlərini optimallaşdırmaqla və düzgün birləşdirmə konstruksiyalarından istifadə etməklə qaynaq formalaşmasının keyfiyyəti və performansı əhəmiyyətli dərəcədə artırıla bilər. İstehsal şəraitində onlayn monitorinq və qapalı kontur keyfiyyət nəzarəti sistemlərini inteqrasiya etmək daha da sabit qaynaq keyfiyyətini təmin edə bilər və lazer qaynağı texnologiyasının sənayedə daha geniş tətbiqini dəstəkləyə bilər.