Ლაზერული შედუღების შემაერთებლებში აირის ნახვრების მიზეზები და კონტროლის მეთოდები

I. შესავალი

Ლაზერული შედუღება გამოირჩევა მაღალი ენერგეტიკული სიმჭიდროვით, პატარა თბოგავლენის ზონით, კარგად ჩამოყალიბებული შედუღების ხაზით და დაბალი დეფორმაციით. იგი ფართოდ გამოიყენება ფოლადის დამუშავებაში, მომხმარებელთა ელექტრონიკაში, აკუმულატორების წარმოებაში, მედიკალურ მოწყობილობებში და ავტომობილების მრეწველობაში. თუმცა, პრაქტიკული შედუღების პროცესში ხშირად წარმოიქმნება ღვრილობის დეფექტები შედუღებული ზოლის შიდა ან ზედაპირულ ადგილებში მასალის, მოწყობილობის და პროცესული ფაქტორების ერთობლივი ზემოქმედების გამო. ეს დეფექტები უარყოფითად აისახება შედუღების სიმტკიცეზე, სიმკვრივეზე და გარეგნულ ხარისხზე. შესაბამისად, აუცილებელია ღვრილობის წარმოქმნის მექანიზმების ანალიზი და ეფექტური კონტროლის ზომების შემუშავება შედუღების სტაბილურობის და პროდუქტის ხარისხის გასაუმჯობესებლად.

II. შედუღების ღვრილობის ძირეული მიზეზები

Შედუღების ღვრილობა ჩვეულებრივ გამოწვეულია გაზის შეტევით, გახსნილი გაზის გამოყოფით ან მასალის აორთქლებით. მთავარი მიზეზები შედის:

1. მასალების ზედაპირის დაბინძურება

Როდესაც შედუღების ზედაპირებზე ზეთი, ტენი, ქვაბი ან საფარია, მაღალ ტემპერატურაზე ისინი იშლება და წარმოქმნიან აირებს, რომლებიც შედიან გამხდარ ლღობაში. მაგალითად:

Ზეთის მიბინძურება → წარმოქმნის ნახშირწყალბადის აირებს

Ტენი → წარმოქმნის H₂ და O₂-ს

Საფარი → იშლება ორგანულ ან არაორგანულ აირებად

Თუ გამხდარი ლღობა სწრაფად გამყარდება, ეს აირები ვერ გამოვლინდებიან დროულად და ქმნიან ჟანგს.

2. მაღალი აირის შემცველობა მასალებში

Ზოგიერთ მასალას შეიძლება ჰქონდეს მაღალი შემცველობა თუ წყალბადის, ჟანგბადის, აზოტის ან შენარევების, რომლებიც შეგვიძლია გამოიყოს და წარმოქმნას ბუშტები ლღობის დროს. მაგალითად:

Ალუმინის შენადნობები მგრძნობიარეა წყალბადის მიმართ

Ფოლადი მგრძნობიარეა ჟანგბადის მიმართ

Პირალის შენადნობები მგრძნობიარეა აზოტის მიმართ

Თუ დნობის აუზის დრო არასაკმარისია ან გაცივება ძალიან სწრაფია, აირები ჩაიხრჩობიან და ღვრებს ქმნიან.

3. არასაკმარისი ან არასტაბილური ლაზერული ენერგიის შეყვანა

Თუ ენერგიის სიმჭიდროვე არასაკმარისია, დნობის აუზი მოკლე ხდება და სითხისებურობა იკლებს, რის გამოც აირების გამოყოფა რთულდება. ენერგიის რყევები ასევე შეიძლება გამოიწვიოს დნობის აუზის ზედაპირის არასტაბილური დახურვა, რაც ბუშტების ჩახრჩობის მიზეზი ხდება.

Ტიპიური გამოვლინებები შედის:

Ლაზერის სიმძლავრის რყევები

Ფოკუსის გადახრა, რაც იწვევს სიმძლავრის სიმჭიდროვის შემცირებას

Ზედმეტად მაღალი შედუღების სიჩქარე, რაც იწვევს არასრულ გამჭვირვალობას

4. არასწორი დამცავი აირის გავრცელება

Დამცავი აირის არასაკმარისობა ან არასწორი მიმართულება აირს შეჰყავს დნობის აუზში და იწვევს აირის რეაქციებს. ზედმეტი აირის დინება შეიძლება გამოიწვიოს ტურბულენტობა ან ჰაერის შემთხვევა.

Გავრცელებულ პრობლემებს შორის შედის:

Ზედმეტი არგონის დინება, რომელიც იწვევს ქვედის წარმოქმნას

Აირის გადახრა, რის გამოც დაფარვა არ სრულდება

Თვლის დაბინძურება, რომელიც იწვევს დინების ველის დარღვევას

5. შევსების მასალისა და ძირე ლითონის შეუსაბამობა

Შევსების გამტარი სადენით შედუღებისას, თუ შევსების გამტარი სადენის შემადგენლობა, აირის შემცველობა ან სისუფთავე არაკმარისია, შეიძლება შემოვიდეს დამატებითი აირი ან შენარევები.

Მაგალითები შეიცავს:

Სველი ან ჰიგროსკოპული შედუღების გამტარი სადენი

Არასაკმარისი შენახვის პირობები

Არასაკმარისი გამტარი სადენის გასუფთავება

III. შედუღების ღვეზლიანობის მთავარი საფრთხეები

Ღვეზლიანობის დეფექტები პროდუქტის ხარისხზე მოქმედებს შემდეგი გზით:

Შედუღების სიმტკიცის და ჭაობის ხანგრძლივობის შემცირება

Დაზიანებული ჰერმეტიკულობა და ბარიერული შესრულება

Გაუმჯობესებული ხარისხის გარეგნობა

Შემცირებული საიმედოობა კრიტიკულ გამოყენებებში

Ბატარეის საყრდენები, მედიკალური მოწყობილობები და აირის შესანახი სტრუქტურები შეიძლება სრულიად უარყოს პროდუქტები თხევადობის დეფექტების გამო.

IV. შედუღების თხევადობის დეფექტების კონტროლის მეთოდები

Ლაზერული შედუღების ხარისხის გასაუმჯობესებლად, უნდა განხორციელდეს ოპტიმიზაცია მასალების, მოწყობილობების, პროცესების და გარემოს მიხედვით.

1. განახორციელეთ შესაბამისი ზედაპირის წინასწარი დამუშავება

Შედუღების ზედაპირის გასუფთავება მნიშვნელოვნად ამცირებს თხევადობის რისკს. გავრცელებული მეთოდები შედის:

Მექანიკური გასუფთავება (საშლელი, კერჩხი)

Გამხსნელით გასუფთავება (სპირტი, აცეტონი)

Ლაზერული გაწმენდა (მასობრივი წარმოებისთვის შესაფერისი)

Გამომშრალი და დეჰუმიდიფიკაცია (განსაკუთრებით ალუმინის შვეულებისთვის)

Ძირითადი ზონები შეიცავს შედუღების არეს და გადახურვის შეერთებების შიდა კონტაქტურ არეებს.

2. მასალის ხარისხის და შენახვის პირობების კონტროლი

Მასალის აირის შთანთქმის მახასიათებლებზე დაყრდნობით:

Ალუმინის შვეულები უნდა ინახებოდეს შროში, რათა თავიდან იქნეს აცილებული სითხის შთანთქმა

Სამინდის ნაწილები უნდა დაიცვას ჟანგბადისგან აირით ან საფარით

Ფოლადი უნდა ავიცილოთ მკვეთრი ჟანგი და დამაბინძურებელი ნივთიერებები

Შემვსებელი სადუღარი დროში დროშა უნდა ინახებოდეს შროს და სუფთა მდგომარეობაში.

3. ლაზერული ენერგიის პარამეტრების ოპტიმიზება

Აირის გამოყოფისთვის პროცესის სწორი შერჩევა მნიშვნელოვანია. ოპტიმიზაციის მიმართულებები შედის:

Სიმძლავრის სიხშირის გაზრდა → აუმჯობესებს გამჭვირვალობას და სითხოვადობას

Შედუღების სიჩქარის შემცირება → გაზრდის დნობის აუზის ღია დროს

Ფოკალური პოზიციის გადაყენება → ამაღლებს დნობის აუზის სტაბილურობას

Ლაზერული გამოტანის სტაბილიზაცია → თავიდან ავლებს ენერგიის რყევებს

Ღრმა გამჭვირვალობის შედუღებისას უარყოფითი დეფოკუსირება შეიძლება გაუმჯობინოს გამჭვირვალობა და სითხოვადობის მოდელი.

4. დამცავი აირის სისტემების გაუმჯობესება

Დამცავი აირის ოპტიმიზაცია შედის:

Შესაბამისი აირების შერჩევა (მაგ., არგონი ალუმინის შედუღებისთვის)

Ნაკადის სწორი სიჩქარის კონტროლი (თავიდან ავლებს დამღვრელობას)

Სანოზლის კუთხისა და მანძილის ოპტიმიზაცია

Დაცვის სარგებლობის გაფართოება ჰაერის შთანთქმის თავიდან ასაცილებლად

Ალუმინის შედუღებისას ხშირად გამოიყენება ორმაგი ან შემოფარებული გაზის დაფარვა, რათა შემცირდეს წვეთოვანობა.

5. შეერთების დიზაინისა და შედუღების კონფიგურაციის ოპტიმიზაცია

Შეერთების დიზაინი ზეგავლენას ახდენს აირის გამოყოფის ქცევაზე:

Როდესაც შესაძლებელია, უმჯობესია ბაგირისებრი შეერთების მაგივრად გამოიყენოთ ბალახისებრი შეერთება

Თუ ბაგირისებრი შეერთება თავიდან არ არის აცილებადი, უნდა მოვაწოდოთ გამოტვირთვის გზები

Თავიდან ავიცილოთ შემოფარებული სტრუქტურები, რომლებიც სწრაფი გაცივების დროს აირს იჭერენ

Შესაბამისი სტრუქტურული დიზაინი ამცირებს დაძაბულობას და აუმჯობესებს აირის გამოყოფის ეფექტურობას.

V. დასკვნა

Ლაზერული შედუღების ნაღვლიანობა მასალების, პროცესების და გარემოს მოქმედების ერთობლივი შედეგია. მისი წარმოქმნის მექანიზმი მჭიდროდ არის დაკავშირებული რამდენიმე ფაქტორთან. მასალის სისუფთავის გაუმჯობესებით, ლაზერისა და დამცავი აირის პარამეტრების ოპტიმიზაციით და შესაბამისი შეერთების დიზაინის გამოყენებით, შესაძლებელია შედუღებული შეერთების ხარისხისა და შესრულების მნიშვნელოვად გაუმჯობესება. წარმოების გარემოში სარეალურ-დროის მონიტორინგის და ჩაკეტილი მარყუჟის ხარისხის კონტროლის სისტემების ინტეგრირება კიდევ უფრო მეტად უზრუნველყოფს შედუღების ხარისხის სტაბილურობას და ხელს უწყობს ლაზერული შედუღების ტექნოლოგიის მასშტაბურ წარმოებაში გამოყენებას.