Які прынцып работы лазернай зварачальнай машыны для ювелірных вырабаў?

Лазерная зварачальная машына для ювелірных вырабаў — гэта высокатэхналагічны прылада, якая выкарыстоўвае лазерны пучок у якасці крыніцы цяпла для дакладнага злучэння металічных элементаў ювелірных вырабаў. Яе прынцып працы грунтуецца на узаемадзеянні паміж лазерам і рэчывам. Ядро яго складае дакладнае факусаванне пучка лазера з высокай шчыльнасцю энергіі на вельмі маленькай дзельцы заготоўкі, што дазваляе дасягнуць зваркі праз хуткае плаўленне і затвярдзенне.
I. Асноўны прынцып працы: узаемадзеянне лазера і метала
Паглынанне і пераўтварэнне энергіі:
Калі прамень лазера пэўнай даўжыні хвалі спрыямляецца на паверхню металу, свабодныя электронны ў метале паглынаюць энергію фотонаў. У сродках для зваркі ювелірных вырабаў звычайна выкарыстоўваюцца імпульсныя лазеры Nd:YAG або волаконныя лазеры, якія выпраменьваюць блізкае ІЧ-выпраменьванне (даўжыня хвалі прыкладна 1064 нм), якое можа эфектыўна паглынацца большасцю ювелірных металаў, такіх як золата, серабро, платына і паладый.
Накапленне цяпла і плавленне:
Электроны, якія паглынулі энергію, сталкаюцца з рашоткай, ператвараючы энергію ў цепла. За вельмі кароткі прамежак часу (звычайна ў масштабах мілісекунд або мікрасекунд) тэмпература металу ў фокусе лазера рэзка павышаецца, хутка дасягаючы і перавышаючы тэмпературу плавлення, утвараючы лакальную расплаваную ванну. З-за высокай канцэнтрацыі энергіі лазера зона цяплавога ўздзеяння вельмі малая, і навакольныя матэрыялы амаль не пашкоджваюцца цяплом.
Застыванне расплавленай ванны і злучэнне:
Пасля таго, як лазерны імпульс сканчаецца, крыніца цяпла негадзя зникае. Апоўшэлы метал халодзіцца і затвардзевае за кошт хуткага адводу цяпла ў навакольную матрыцу. Метал у расплаўленай зоне і асноўны метал у працэсе затвардзенні ўтвараюць агульную крышталічную структуру, што дазваляе атрымаць моцнае металургічнае злучэнне.
II. Асноўныя кампаненты сістэмы
Лазерны генератар: асноўны кампанент сістэмы, які адказвае за выраб лазернага праменя. Сучасныя прылады ў асноўным выкарыстоўваюць волаконныя лазеры, якія маюць перавагі ў выглядзе высокай эфектыўнасці, добрай якасці праменя і адсутнасці неабходнасці ў тэхнічным абслугоўванні.
Сістэма накіравання і факусоўкі праменя: складаецца з рэфлектараў, аптычных валакон і факусуючых лінз. Яе задача — дакладна накіроўваць і факусаваць лазерны прамень, які вырабляецца лазерным генератарам, на заготоўку, ствараючы пятно святла з вельмі высокай шчыльнасцю энергіі.
Верстак і сістэма пазіцыянавання: выкарыстоўваюцца для замацавання і дакладнага перамяшчэння заготовак або лазерных галоўкі. Звычайна абсталяваны мікраскопамі, CCD-камерамі ці крыжовымі ўказальнікамі для дасягнення дакладнага пазіцыянавання зварных швоў.
Сістэма кіравання: выкарыстоўваецца інтэграваны камп'ютар і праграмнае забеспячэнне для ўстаноўкі і рэгулявання лазерных параметраў, такіх як энергія імпульсу, працягласць імпульсу, частата і траекторыя зваркі, кіруючы ўсім працэсам зваркі.
Сістэма абароннага газу: у зоне зваркі падаецца інертны газ (напрыклад, аргон), каб прадухіліць рэакцыю расплаўленага металу з кіслародам паветра, забяспечваючы чысты і бляскучы зварны шов.
III. Працоўны працэс
Функцыя: замацаваць здабытак, які трэба заварыць, на верстаку і дакладна сумясціць фокус лазера з вобласцю зваркі з дапамогай візуальнай сістэмы.
Усталёўка параметраў: у залежнасці ад матэрыялу металу, яго таўшчыні і патрабаванняў да зваркі, ў сістэме кіравання задаюцца адпаведныя магутнасць лазера, працягласць імпульсу і частата.
Вылучэнне абароннага газу: Уключыце газавую лінію, каб інертны газ пакрываў вобласць зваркі.
Запуск лазера: Уключыце абсталяванне, і лазер пачынае выпраменьваць імпульсны лазер згодна з зададзенымі параметрамі, які ўздзейнічае на паверхню вырабу.
Фармаванне зварнога шва: Лазерная энергія прыводзіць да момантальнага плаўлення металу, утвараючы расплаўленую ванну. Пасля спынення працы лазера расплав затвярдзевае, завяршаючы зварку аднаго зварнога шва. Перамяшчэннем вырабу ці лазернай галоўкі можна выконваць паслядоўную кропкавую зварку ці швоўную зварку.
IV. Тэхнічныя асаблівасці і прымяненчыя перавагі
Апрацоўка без кантакту: Лазерная галоўка не дакранаецца да вырабу, што выключае механічны стрэс. Прыдатна для дробных і маленькіх элементаў ювелірных вырабаў.
Малая зона цяплавога ўздзеяння: Энергія высока сканцэнтраваная, што дазваляе пазбягаць агульнага нагрэву загатоўкі. Гэта забяспечвае тое, што ўжо ўсталяваныя каштоўныя камяні (асабліва чулівыя да цяпла такія як танзаніт і апаль, а таксама эмаль) не будуць пашкоджаны цяплам.
Высокая міцнасць зварнога шва: Гэта металургічны спосаб злучэння, пры якім міцнасць зварнога шва блізкая да міцнасці асноўнага матэрыялу.
Высокая дакладнасць: Дыяметр плямы можа дасягаць мікрометровага ўзроўню, што дазваляе амаль нябачнае зварванне з мінімальнай наступнай паліроўкай.
Шырокі дыяпазон прыдатных матэрыялаў: Можа выкарыстоўвацца для зварвання розных распаўсюджаных ювелірных металаў, такіх як К-золата, платына, срэбра і тытанавы сплаў.
Прынцып працы лазернай зварачальнай машыны для ювелірных вырабаў засноўваецца на выкарыстанні лазернага пучка высокай шчыльнасці энергіі для лакальнага і момантальнага награвання металу, які расплаўляецца і забяспечвае металаўраджальнае злучэнне. Сутнасць яе тэхналогіі заключаецца ў дакладным кіраванні лазернай энергіяй, што дазваляе дасягнуць дакладнага, чыстага і эфектыўнага зварвання, неабходнага ў ювелірнай прамысловасці.