Lazerli payvandlashda fokus masofasi va payvandlanish barqarorligi o'rtasidagi bog'liqlik tahlili

Lazerli payvandlashda lazer nuri optik tizim yordamida ishlov beriladigan sirt yoki ichki sirtga jamlanadi va yuqori energiya zichligiga ega bo'lgan soha hosil qilinadi. Fokus chuqurligi (DOF) lazer nuri fazoviy energiya taqsimotini tavsiflovchi asosiy parametr sifatida, suyuq xomashyo tarkiblanishiga, energiya bog'lanish xulq-atvoriga hamda umumiy payvandlash barqarorligiga bevosita ta'sir qiladi. Fokus chuqurligi bilan payvandlash barqarorligi o'rtasidagi bog'liqlikni tushunish lazerli payvandlash protsess oynasini optimallashtirish uchun muhim ahamiyatga ega.

1. Fokus Chuqurligining Ta'rifi va Fizik Ma'nosi

Fokus chuqurligi (DOF) fokuslangan nuqtaning o'lchami kabul qilinadigan o'zgarish doirasidan chiqmaydigan lazer tarqalish yo'nalishi bo'yicha o'qiy diapazonni anglatadi. Odatda, bu nuqta diametri minimal nuqta diametrining belgilangan ko'paytmasigacha (masalan, 1,2 yoki 1,5 marta) oshgan masofa sifatida aniqlanadi.

Optik jihatdan fokus chuqurligi asosan quyidagi omillar bilan belgilanadi:

Lazer to'lqin uzunligi

Fokusirovkali linsanin fokus uzunligi

Nur kachestvosi (M² faktor)

Shuvalganish diametri

Fokusin derinligi chox bolsa, o'sa energiyanin os'lik tarqalishi ravandirak boladi, fokusin derinligi kichkintoy bolsa, energiyanin konsentrasyasi chox, lekin pozitsiyadan tayishga chuxur chustoylik boladi.

payvandlov st'abil'nostinin osnovnay kontseptsiyasi

Payvandlov st'abil'nostini payvandlov protsessindagi to'plam tavili, energiya berilishi jumis bilan payvand shovqinini form'alanuvini turaqtarligi menima. St'abil' payvandlov shartlarinin ish shovqini, payvandlov t'ere, shupingan tavili jumis bilan plazma tavilini otnositsilak turaqtar boladi.

Payvandlov st'abil'nostini taviliga tavilingan osnovnay faktorlar:

Lazernay quwwat jumis quwwatnin tayishlari

Fokus pozitsiyasini tayishi

Detalin fiksirovkasi jumis poverxnostinin ravandiligi

Payvandlash tezligi

Shieldsiz gaz sharoiti

Bu omillar orasida fokus masofasidagi kichik og'ishlar tez-tez fokus chuqurligi orqali kuchaytiriladi va payvandlash barqarorligiga sezilarli ta'sir qiladi.

3. Fokus Chuqurligining Payvandlash Barqarorligiga Ta'sir Qilish Mexanizmlari
3.1 Fokus Chuqurligi va Fokus Masofasi Tolerantligi

Amaliy ishlab chiqarishda buyum balandligidagi o'zgarishlar, issiqlikka bog'liq deformatsiyalar va mahkamlagich xatolari oldini olish iloji bo'lmagan narsadir. Fokus chuqurligi katta bo'lganda, o'rtacha darajadagi fokus masofasidagi og'ishlar nuqta hajmi va energiya zichligida nisbatan kichik o'zgarishlarga olib keladi va suyuq xomashyo barqaror bo'lib qoladi.

Boshqasiga qarama-qarshi ravishda, fokus chuqurligi kichik bo'lgan tizimlar fokus masofasidagi o'zgarishlarga juda nozik reaksiya beradi. Hatto eng maydadir og'ishlar energiya zichligida katta tebranishlarga olib kelishi mumkin, natijada eruvchanlik chuqurligida, noto'g'ri payvand kengligida yoki aralashmagan joylar yoki yonib ketish kabi nuqsonlarda doimiylik bo'lmasa kerak.

3.2 Fokus Chuqurligining Suyuq Xomashyo Dinamik Barqarorligiga Ta'siri

Fokus chuqurligi kattaroq bo'lgan lазer nuri o'q bo'ylab energiyaning silliqroq taqsimotiga ega. Natijada, suyuq xomashyo energiya buzilishlariga sekinroq javob beradi, bu esa suyuq xomashyoning tebranishini va changlanish hosil bo'lishini so'ndirishga yordam beradi.

Fokus chuqurligi kichik bo'lganda, energiya tor mintaqada jamlanadi va suyuq xomashyoda keskin harorat gradientlarini vujudga keltiradi. Bu metallarning bug'lanishini va reaktiv bosim o'zgarishlarini kuchaytiradi, natijada suyuq xomashyoning nobarqarorligi, payvand chizig'ining o'zgarishi hamda changlanishning paydo bo'lish ehtimolini oshiradi.

3.3 Fokus Chuqurligi va Jarayon Barqarorligi

Avtomatlashtirilgan yoki yuqori tezlikdagi lаzerli payvandlash qo'llanmalarida tashqi ta'sirlarga chidamlilik ayniqsa muhim. Fokus chuqurligining ortishi jarayon barqarorligini yaxshilaydi, payvandlash jarayonini montaj noaniqlik, issiqlikka bog'liq deformatsiya va mexanik tebranishlarga kamroq sezgir qiladi va shu bilan umumiy payvand sifatini oshiradi.

5. Fokus Chuqurligining Turli Payvandlash Rejimlaridagi Qo'llanilishi
6.1 O'tkazuvchanlik Rejimli Payvandlash

Pastki quvvat zichligi sharoitida o'tkazuvchanlik rejimida payvandlashda, katta fokus chuqurligi issiqlik kiritishni bir tekisroq qiladi va silliqroq payvand sirtini hosil qilishga hissa qo'shadi. Bu sozlamada yaxshi barqarorlik mavjud bo'lib, ingichka varaqchalarni payvandlash hamda aniq ishlash sohalarida qo'llanish uchun mos keladi.

4.2 Kalit teshikli payvandlash usuli

Kalit teshikli payvandlash barqaror bug' kapillyari hosil qilish va saqlash uchun yuqori quvvat zichligiga tayanadi. Bu rejimda juda katta fokus chuqurligi maksimal energiya zichligini pasaytirib, kalit teshik hosil bo'lishini qiyinlashtirishi mumkin, boshqa tomondan esa juda maydagi fokus chuqurligi fokuslanish o'qining noto'g'ri sozlanishiga nisbatan sezgirlikni oshiradi. Shu sababli, energiya zichligi hamda fokuslanish xatosiga chidamkorlik o'rtasida muvozanatli dizayn talab etiladi.

5. Fokus chuqurligini optimallashtirishning muhandislik ahamiyati

Amaliy jarayonni loyihalashda fokus masofasini cheksiz kattalashtirish yoki kichraytirish kerak emas. Buning o'rniga, u material turi, qalinligi oraliqi, payvandlash tezligi hamda tizim aniqligiga qarab optimallashtirilishi kerak. Fokus masofasini to'g'ri tanlash, nurlanish sifatini boshqarish hamda payvandlash parametrlarini moslashtirish orqali yetarli energiya zichligini saqlab qolish hamda payvandlashning barqarorligi va doimiylik darajasini oshirish mumkin.

Fokus chuqurligi lazer optik xususiyatlari bilan payvandlash jarayonining barqarorligini bog'lovchi muhim parametrdir. Katta fokus chuqurligi fokus pozitsiyasi og'ishlari va tashqi shovqinlarga nisbatan chidamli bo'lishni oshiradi, natijada payvandlash barqarorligi yaxshilanadi. Aksincha, kichik fokus chuqurligi yuqori energiya zichligini ta'minlaydi, lekin tizim aniqligiga qat'iy talablarni qo'yadi. Fokus chuqurligi hamda energiya markazlanishi o'rtasida to'g'ri muvozanatni saqlash barqaror hamda sifatli lazerli payvandlash uchun zarur.