Mis on laserjuveelide keevitusmasina tööpõhimõte?

Laserjuveelide keevitusmasin on kõrgtehnoloogiline seade, mis kasutab soojusallikana laserkiirt, et täpselt ühendada juveelide metallkomponente. Selle tööpõhimõte põhineb laseri ja aine vahelisel vastastikmõjul. Selle tuumaks on kõrgeenergiatihedusega laserikiire täpne fokuseerimine töödeta olemas väikesesse piirkonda, saavutades keevituse kiire sulamise ja tahkumise kaudu.
I. Tuumtööpõhimõte: Laseri ja metalli vaheline vastastikmõju
Energia neelamine ja teisendamine:
Kui konkreetse lainepikkusega laserikiir suunatakse metalli pinnale, siis metalli vabad elektronid neelavad footonite energiat. Juveelitöödel kasutatakse tavaliselt impulss-laserit Nd:YAG või kiudlaserit, mis kiirgavad lähedal infrapunavalgust (lainepikkusega umbes 1064 nm), mida enamik juveelmetalle nagu kuld, hõbe, plaatina ja paltsium efektiivselt neelavad.
Soojuse kogunemine ja sulamine:
Energia neelnud elektronid põrkuvad vastu kristallvõret, teisendades energia soojuseks. Äärmiselt lühikese aja jooksul (tavaliselt millisekundite või mikrosekundite skaalal) tõuseb metalli temperatuur laserikiire fookuses teravalt, jõudes kiiresti sulamistemperatuurini ja sellest üle, moodustades kohaliku sulamispiima. Kuna laserenergia on väga kontsentreeritud, on soojusmõjutatud tsoon väga väike ja ümbritsev materjal ei saa praktiliselt soojuskahjustust.
Sulamispiima tahenemine ja ühendus:
Pärast laserimpulsi lõppemist kaob soojusallikas hetkeseisundis. Sulatud metall jahutub ja taheneb, juhtides soojuse kiiresti ümbritsevast maatriksist. Sulatustsooni metall ja alusmetall moodustavad tahenemise protsessis ühise kristallstruktuuri, saavutades sellega tugeva metallurgilise ühenduse.
II. Süsteemi peamised komponendid
Laserigeneraator: süsteemi tuumakomponent, mis on vastutav laseri genereerimise eest. Kaasaegsed seadmed kasutavad enamasti kiulase lasereid, millel on eeliseks kõrge efektiivsus, hea kiirga kaliteet ja hooldusvabadus.
Valguse juhtimise ja fokuseerimise süsteem: koosneb peeglitest, optilistest kiududest ja fokuseerivatest läätsedest. Selle funktsiooniks on juhtida ja fokuseerida laserigeneraatori poolt loodud laser täpselt töödetaolisele, lootes ekstremaalset energiatihedust omava valguplaagi.
Töölaud ja positsioneerimissüsteem: Kasutatakse töödetaalide või laserpeade fikseerimiseks ja täpseks liigutamiseks. Tavaliselt varustatud mikroskoopide, CCD-kaamerate süsteemide või risttähtede valgustusega, et saavutada keevituskohtade täpne positsioneerimine.
Juhtsüsteem: Integreeritud arvuti ja tarkvara kasutatakse laserparameetrite, nagu impulssenergia, impulsskeste, sagedus ja keevitusrada, seadmisel ja reguleerimisel, kontrollides kogu keevitusprotsessi.
Kaitsegaasisüsteem: Keevitusalasse puudetakse inertsigaasi (näiteks argoon), et vältida kõrgetemperatuurilise metalli reageerimist õhku oleva hapnikuga, säilitades keevituskoht heledana ja puhtana.
III. Tööprotsess
Funktsioon: Kinnitage keevitav juveel töölauale ja joondage laserfokus täpselt keevituspiirkonnaga kasutades visuaalse süsteemi.
Parameetrite seadmine: Seadke vastavalt metallmaterjalile, paksusele ja keevitusnõuetele sobiv laserenergia, impulsskeste ja sagedus juhtsüsteemis.
Vabasta kaitsegaas: Käivita gaasijuhe, et tagada, et inertgaas katab keevituspiirkonna.
Käivita laser: Lülita seade sisse, ja laser kiirgab eelseadetud parameetrite alusel pulsilaserit, mis mõjutab töödeta lõplikku pinda.
Paiguti ühenduse moodustamine: Laserenergia põhjustab metalli hetkelise sulamise, moodustades sulamisvoodi. Pärast laseri seiskamist taheneb sulamisvoodi, millega üks paigutiühend on valmis. Töödeta liigutamise või laseripea liigutamise kaudu saab teostada pidevat punktkeevitust või õmbluskeevitust.
IV. Tehnilised omadused ja kasutusulatused
Puutumatu töötlemine: Laseripea ei puutu töödega kokku, mistõttu puudub mehaaniline koormus. See sobib täpselisteks ja väikeste detailidega juveelide komponentideks.
Väike soojusmõjutsoon: Energia on väga kontsentreeritud, mis vältib töödeta osa üldist kuumutamist. See tagab, et juba paigaldatud teised (eriti soojuse tundlikud teosed, nagu tansaniit ja opaal, samuti emali materjalid) ei kannataks termilist kahju.
Kõrge keevitustugevus: See on metallurgiline sidumismeetod, mille tulemusel on keevisõmbluse tugevus lähedane alusmaterjali tugevusele.
Erakordselt kõrge täpsus: Laigu diameeter võib jõuda mikromeetrite tasemele, võimaldades peaaegu nähtamatut keevitust, mille järel on vaja minimaalselt poolimistööd.
Lai rakendatavate materjalide valik: Võimaldab kasutada erinevate levinud ehtemetallide keevitamiseks, nagu K-kuld, plaatina, hõbe ja tiitrianalüüs.
Laseri ehtede keevitusmasina printsiip seisneb kõrge energiatihedusega laserikiirde kasutamises, et metalli kohalikult ja hetkeliselt soojendada, põhjustades selle sulamise ja saavutades metallurgilise sidemise. Selle tehnoloogia tuumaks on laserenergia täpne reguleerimine, võimaldades ehtede tööstusele vajaliku täpse, puhta ja tõhusa keevituse.