د لیزر او موادو ترمنځ تعامل ډیری فزیکي پیښې او ځانګړتیاوې لري. راتلونکې درې مقالې به د لیزر ویلډینګ پروسې پورې اړوند درې کلیدي فزیکي پیښې معرفي کړي ترڅو همکارانو ته د دې په اړه روښانه پوهه چمتو کړي.د لیزر ویلډینګ پروسه: د لیزر د جذب کچه او په حالت، پلازما او کی هول اغیز کې بدلونونو ویشل شوی. دا ځل، موږ به د لیزر او موادو په حالت کې د بدلونونو او د جذب کچه ترمنځ اړیکه تازه کړو.
د لیزر او موادو ترمنځ د تعامل له امله د موادو په حالت کې بدلونونه
د فلزي موادو لیزر پروسس کول په عمده توګه د فوتوترمل اغیزو د تودوخې پروسس پر بنسټ والړ دي. کله چې د لیزر شعاع د موادو سطحې ته تطبیق شي، د موادو د سطحې په ساحه کې به په مختلفو بریښنا کثافتونو کې مختلف بدلونونه راشي. پدې بدلونونو کې د سطحې د تودوخې زیاتوالی، ویلې کیدل، بخار کول، د کی سوراخ جوړول، او د پلازما تولید شامل دي. سربیره پردې، د موادو د سطحې ساحې فزیکي حالت کې بدلونونه د موادو د لیزر جذب باندې خورا اغیزه کوي. د بریښنا کثافت او د عمل وخت زیاتوالي سره، فلزي مواد به په حالت کې لاندې بدلونونه راولي:
کله چېد لیزر ځواککثافت یې ټیټ دی (<10 ^ 4w/cm ^ 2) او د وړانګو وخت لنډ دی، د فلز لخوا جذب شوی لیزر انرژي یوازې د موادو د تودوخې د سطحې څخه دننه ته د لوړیدو لامل کیدی شي، مګر جامد مرحله بدله پاتې ده. دا په عمده توګه د برخې انیل کولو او د مرحلې بدلون سختولو درملنې لپاره کارول کیږي، چې وسایل، ګیرونه او بیرنگونه یې اکثریت دي؛
د لیزر د بریښنا کثافت (۱۰ ^ ۴-۱۰ ^ ۶w/cm ^ ۲) زیاتوالي او د وړانګو د وخت د اوږدوالي سره، د موادو سطحه په تدریجي ډول ویلې کیږي. لکه څنګه چې د ننوتلو انرژي زیاتیږي، د مایع-جامد انٹرفیس په تدریجي ډول د موادو ژورې برخې ته حرکت کوي. دا فزیکي پروسه په عمده توګه د سطحې بیا ویلې کولو، الیاژ کولو، پوښلو، او د فلزاتو د حرارتي چالکتیا ویلډینګ لپاره کارول کیږي.
د بریښنا کثافت (>10^6w/cm^2) نور هم زیاتولو او د لیزر د عمل وخت اوږدولو سره، د موادو سطحه نه یوازې ویلې کیږي بلکې بخار هم کیږي، او بخار شوي مواد د موادو سطحې ته نږدې راټولیږي او په کمزوري ډول ایونیز کیږي ترڅو پلازما جوړ کړي. دا پتلی پلازما د موادو سره د لیزر جذبولو کې مرسته کوي؛ د بخار کولو او پراخیدو فشار لاندې، د مایع سطح خرابیږي او کندې جوړوي. دا مرحله د لیزر ویلډینګ لپاره کارول کیدی شي، معمولا د 0.5 ملي میتر دننه د مایکرو اړیکو د تودوخې چلونکي ویلډینګ ویشلو کې.
د بریښنا کثافت (>10^7w/cm^2) نور هم زیاتولو او د وړانګو وخت اوږدولو سره، د موادو سطحه قوي بخارۍ څخه تیریږي، چې د لوړ ایونیزیشن درجې سره پلازما جوړوي. دا غلیظ پلازما په لیزر باندې د ساتنې اغیزه لري، چې د موادو دننه د لیزر پیښې انرژي کثافت خورا کموي. په ورته وخت کې، د لوی بخار غبرګون ځواک لاندې، کوچني سوري، چې معمولا د کی هولونو په نوم پیژندل کیږي، د ویلې شوي فلز دننه جوړیږي. د کی هولونو شتون د لیزر جذبولو لپاره د موادو لپاره ګټور دی، او دا مرحله د لیزر ژور فیوژن ویلډینګ، پرې کولو او ډرل کولو، د اغیز سختولو، او نورو لپاره کارول کیدی شي.
د مختلفو شرایطو لاندې، په مختلفو فلزي موادو باندې د لیزر وړانګو مختلف طول موجونه به په هره مرحله کې د بریښنا کثافت ځانګړي ارزښتونو پایله ولري.
د موادو لخوا د لیزر د جذب په برخه کې، د موادو بخار کول یو حد دی. کله چې مواد بخار نه شي، که په جامد یا مایع مرحله کې وي، د لیزر جذب یوازې د سطحې د تودوخې د زیاتوالي سره ورو ورو بدلون مومي؛ کله چې مواد بخار شي او پلازما او کی هولونه جوړ کړي، د موادو د لیزر جذب به ناڅاپه بدلون ومومي.
لکه څنګه چې په شکل 2 کې ښودل شوي، د لیزر ویلډینګ پرمهال د موادو په سطحه د لیزر د جذب کچه د لیزر د بریښنا کثافت او د موادو د سطحې تودوخې سره توپیر لري. کله چې مواد نه ویل کیږي، نو د موادو د جذب کچه د موادو د سطحې د تودوخې د زیاتوالي سره ورو ورو لوړیږي. کله چې د بریښنا کثافت د (10 ^ 6w/cm ^ 2) څخه ډیر وي، مواد په زور سره بخار کیږي، یو کی هول جوړوي. لیزر د څو انعکاسونو او جذب لپاره کی هول ته ننوځي، چې په پایله کې د موادو د جذب کچه لیزر ته د پام وړ زیاتوالی او د ویلو ژوروالی کې د پام وړ زیاتوالی راځي.
د فلزي موادو په واسطه د لیزر جذب - د طول موج
پورته انځور د خونې په تودوخه کې د عامو کارول شویو فلزاتو د انعکاس، جذب او طول موج ترمنځ د اړیکو منحني ښیي. په انفراریډ سیمه کې، د جذب کچه کمیږي او د طول موج زیاتوالي سره انعکاس زیاتیږي. ډیری فلزات په کلکه د 10.6um (CO2) طول موج انفراریډ رڼا منعکس کوي پداسې حال کې چې د 1.06um (1060nm) طول موج انفراریډ رڼا په کمزوري ډول منعکس کوي. فلزي مواد د لنډ طول موج لیزرونو لپاره د جذب لوړه کچه لري، لکه نیلي او شنه رڼا.
د فلزي موادو لخوا د لیزر جذب - د موادو تودوخه او د لیزر انرژي کثافت
د مثال په توګه د المونیم الیاژ اخیستل، کله چې مواد جامد وي، د لیزر د جذب کچه شاوخوا 5-7٪ وي، د مایع د جذب کچه تر 25-35٪ پورې وي، او دا د کی هول حالت کې له 90٪ څخه ډیر ته رسیدلی شي.
د لیزر په واسطه د موادو د جذب کچه د تودوخې د زیاتوالي سره زیاتیږي. د خونې په تودوخه کې د فلزي موادو د جذب کچه ډیره ټیټه ده. کله چې تودوخه د ویلې کیدو نقطې ته نږدې شي، د هغې د جذب کچه 40٪ ~ 60٪ ته رسیدلی شي. که چیرې تودوخه د جوش نقطې ته نږدې وي، نو د هغې د جذب کچه تر 90٪ پورې لوړ کیدی شي.
د فلزي موادو لخوا د لیزر جذب - د سطحې حالت
د جذب دودیزه کچه د نرم فلزي سطحې په کارولو سره اندازه کیږي، مګر د لیزر تودوخې په عملي غوښتنلیکونو کې، معمولا اړینه ده چې د ځینو لوړ انعکاس موادو (المونیم، مسو) د جذب کچه لوړه شي ترڅو د لوړ انعکاس له امله د غلط سولډرینګ مخه ونیول شي؛
لاندې طریقې کارول کیدی شي:
۱. د لیزر د انعکاس د ښه کولو لپاره د سطحې د مخکې درملنې مناسبو پروسو غوره کول: پروټوټایپ اکسیډیشن، شګه بلاسټینګ، د لیزر پاکول، نکل پلیټینګ، د ټین پلیټینګ، ګرافایټ کوټینګ، او نور ټول کولی شي د لیزر د موادو د جذب کچه ښه کړي؛
اصلي موخه د موادو د سطحې د ناهموارۍ زیاتول دي (کوم چې د ډیری لیزر انعکاس او جذب لپاره مناسب دی)، او همدارنګه د لوړ جذب نرخ سره د کوټینګ موادو زیاتوالی. د لیزر انرژي جذبولو او د لوړ جذب نرخ موادو له لارې د هغې د خړوبولو او بې ثباته کولو سره، د لیزر تودوخه اساس موادو ته لیږدول کیږي ترڅو د موادو جذب کچه ښه کړي او د لوړ انعکاس پدیدې له امله رامینځته شوي مجازی ویلډینګ کم کړي.
د پوسټ وخت: د نومبر-۲۳-۲۰۲۳
