Լազերային Տեխնոլոգիա

Հանդիպե՞լ եք կապարումից հետո այնպիսի սխալների, ինչպես չափից շատ վառվածք, անգեղեցիկ կապարման ձևավորում և բազմաթիվ փուլեր: Չնայած կարող եք մտածել, որ դա կապված է լազերային կապարման գործընթացի սխալ պարամետրերի հետ, գիտե՞ք արդյոք, որ պաշտպանիչ գազի ճիշտ օգտագործումը նաև կարևոր գործոն է, որը ազդում է կապարման ձևավորման և կատարողականության վրա: Պաշտպանիչ գազի օպտիմալ տեսակի ընտրությունը իրականում կապարման որակի և արդյունավետության բարելավման միջոց է:

Քանի որ պաշտպանիչ գազը այդքան կարևոր է, ինչ է դրա ֆունկցիան: Ինչպե՞ս պետք է ընտրել պաշտպանիչ գազի տեսակը: Ինչպե՞ս պետք է կապարման ժամանակ մատակարարել պաշտպանիչ գազը:

Պաշտպանիչ գազի դերը

Լազերային եռակցման ժամանակ պաշտպանիչ գազը ազդում է եռակցված միացության ձևավորման, եռակցման որակի, ներթափանցման և լայնության վրա: Շատ դեպքերում պաշտպանիչ գազի մատակարարումը դրական ազդեցություն ունի եռակցման վրա, սակայն կարող է ունենալ նաև բացասական ազդեցություն:

Դրական ազդեցություններ

1) Ճիշտ մտցված պաշտպանիչ գազը արդյունավետորեն պաշտպանում է եռակցված միացության լուծույթը՝ նվազեցնելով կամ նույնիսկ կանխելով օքսիդացումը:

2) Ճիշտ մտցված պաշտպանիչ գազը արդյունավետորեն նվազեցնում է եռակցման ժամանակ սփրինգների առաջացումը:

3) Ճիշտ մտցված պաշտպանիչ գազը նպաստում է եռակցված միացության լուծույթի համասեռ տարածմանը սառեցման ընթացքում, ինչը հանգեցնում է համասեռ և էսթետիկ տեսք ունեցող եռակցված միացության:

4) Ճիշտ մտցված պաշտպանիչ գազը արդյունավետորեն նվազեցնում է մետաղական գոլորշիների կամ պլազմային ամպերի լազերի վրա ունեցած պաշտպանիչ ազդեցությունը՝ մեծացնելով լազերի արդյունավետ օգտագործման ցուցանիշը:

5) Ճիշտ մտցված պաշտպանիչ գազը արդյունավետորեն նվազեցնում է եռակցված միացության փուգավորությունը:

Եթե ճիշտ ընտրվեն գազի տեսակը, գազի ծախսի արագությունը և մտցման եղանակը, կարելի է ստանալ իդեալական արդյունք:

Սակայն պաշտպանիչ գազի սխալ օգտագործումը կարող է նաև բացասաբար ազդել եռակցման վրա։

1) Պաշտպանիչ գազի սխալ կիրառումը կարող է վատացնել եռակցումը.

① Սխալ գազի տեսակի ընտրությունը կարող է առաջացնել եռակցման ճեղքեր և նվազեցնել եռակցման մեխանիկական հատկությունները;

② Սխալ գազի հոսքի արագության ընտրությունը կարող է հանգեցնել ավելի ծանր եռակցման օքսիդացման (անկախ նրանից՝ հոսքի արագությունը չափից բարձր է, թե չափից ցածր), ինչպես նաև կարող է առաջացնել եռակցման լոկայնի վրա ուժեղ միջամտություն, որի արդյունքում եռակցումը կարող է փլուզվել կամ ձևավորվել անհամաչափ;

③ Սխալ գազի կիրառման եղանակի ընտրությունը կարող է հանգեցնել անարդյունավետ կամ նույնիսկ բացակայող պաշտպանության, կամ բացասաբար ազդել եռակցման ձևավորման վրա;

2) Պաշտպանիչ գազի կիրառումը կարող է ազդել եռակցման ներթափանցման վրա, հատկապես բարակ թիթեղների եռակցման դեպքում, նվազեցնելով եռակցման ներթափանցումը:

Պաշտպանիչ գազերի տեսակներ

Ընդհանուր առմամբ օգտագործվող լազերային եռակցման պաշտպանիչ գազերն են N2-ը, Ar-ը և He-ը: Դրանց ֆիզիկոքիմիական հատկությունները տարբերվում են, և հետևաբար դրանց ազդեցությունը եռակցման վրա նույնպես տարբեր է:

Ազոտ (N2)

Ամենաէժանը, սակայն որոշ չժանգաթար resistant պողպատների եռակցման համար անհարմար։ Ազոտը (N2) ունի միջին իոնացման էներգիա՝ բարձր արգոնից (Ar), սակայն ցածր հելիումից (He)։ Լազերային ճառագայթման ազդեցության տակ նրա իոնացման աստիճանը սովորաբար ցածր է, ինչը արդյունավետորեն նվազեցնում է պլազմային ամպի առաջացումը և, հետևաբար, մեծացնում լազերի արդյունավետ օգտագործման ցուցանիշը։ Սակայն ազոտը որոշ ջերմաստիճաններում կարող է քիմիապես փոխազդել ալյումինե համաձուլվածքների և ածխածնային պողպատի հետ՝ առաջացնելով նիտրիդներ։ Դա մեծացնում է եռակցված միացումների բեկունակությունը և նվազեցնում դրանց ճկունությունը, ինչը բավականին բացասաբար է ազդում եռակցված միացումների մեխանիկական հատկությունների վրա։ Հետևաբար, ազոտը չի առաջարկվում որպես պաշտպանիչ գազ ալյումինե համաձուլվածքների և ածխածնային պողպատի եռակցման ժամանակ։

Մյուս կողմից, ազոտի և չժանգաթար resistant պողպատի միջև տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիայի արդյունքում առաջացած նիտրիդները կարող են մեծացնել եռակցված միացումների ամրությունը և բարելավել դրանց մեխանիկական հատկությունները։ Հետևաբար, ազոտը կարող է օգտագործվել որպես պաշտպանիչ գազ չժանգաթար resistant պողպատի եռակցման ժամանակ։

Արգոն (Ar)

համեմատաբար էժան է, բարձր խտություն ունի և լավ պաշտպանություն է ապահովում: Կառուցվածքի մակերեսը ավելի հարթ է, քան հելիումի դեպքում: Սակայն այն հեշտությամբ իոնացվում է բարձր ջերմաստիճանի մետաղական պլազմայի կողմից, ինչը կարող է մասամբ կանգնեցնել լազերային ճառագայթը՝ այն չհասցնելով մշակվող մասին, ինչը նվազեցնում է արդյունավետ եռակցման հզորությունը և խոչընդոտում է եռակցման արագությանը և ներթափանցմանը: Ar (Ar)-ը ունի ամենացածր իոնացման էներգիան, սակայն լազերային ճառագայթման տակ նրա իոնացման աստիճանը համեմատաբար բարձր է, ինչը չի նպաստում պլազմային ամպերի առաջացման վերահսկմանը և որոշակի ազդեցություն է ունենում լազերի արդյունավետ օգտագործման գործակցի վրա: Այնուամենայնիվ, Ar-ը շատ ցածր ռեակտիվություն ունի և դժվար է քիմիապես ռեակցիայի մեջ մտնի տարածված մետաղների հետ: Ավելին, Ar-ը էժան է: Բացի այդ, Ar-ը բարձր խտություն ունի, ինչը նպաստում է նրա նստեցմանը եռակցման լոգայի վրա, ապահովելով եռակցման լոգայի լավ պաշտպանություն: Այդ պատճառով այն կարող է օգտագործվել որպես ստանդարտ պաշտպանիչ գազ:

Հելիում (He)

Այն ավելի թանկ է, սակայն ունի լավագույն ազդեցություն՝ թույլ տալով լազերի անմիջապես անցնել առանց խոչընդոտի մշակվող մակերևույթի վրա: Այն ունի ամենաբարձր իոնացման էներգիան, սակայն լազերային ճառագայթման տակ իոնացման աստիճանը շատ ցածր է, ինչը հնարավորություն է տալիս արդյունավետորեն վերահսկել պլազմային ամպերի առաջացումը: Լազերը լավ ազդում է մետաղների վրա, իսկ He-ն ունի շատ ցածր ռեակտիվություն և հիմնականում չի մասնակցում քիմիական ռեակցիաների մետաղների հետ: Դա հատկապես լավ պաշտպանիչ գազ է կառուցվածքների համար: Սակայն He-ն շատ թանկ է և սովորաբար չի օգտագործվում մեծ ծավալներով արտադրության մեջ: Այն սովորաբար օգտագործվում է գիտական հետազոտություններում կամ բարձր ավելացված արժեքով արտադրանքների համար:

Պաշտպանիչ գազի մուտքագրման եղանակներ

Ներկայումս կա պաշտպանիչ գազեր մտցնելու երկու հիմնական եղանակ. մեկը՝ առանցքից դուրս գտնվող կողային փչում... Զուգահեռ կողային փչվող պաշտպանիչ գազ

Մյուս տեսակը՝ համառանցքային պաշտպանիչ գազն է:

Համառանցքային պաշտպանիչ գազ

Երկու փչման եղանակների ընտրությունը կախված է բազմաթիվ գործոնների համադրությունից, սակայն ընդհանուր առմամբ առաջարկվում է կողային փչումը:

Էկրանավորման գազի փչման եղանակները ընտրելու սկզբունքներ

Առաջին հերթին կարևոր է պարզաբանել, որ «կառուցվածքի օքսիդացում» տերմինը խոսակցական արտահայտություն է: Տեսականորեն այն վերաբերում է կառուցվածքի և օդի վնասակար բաղադրիչների միջև քիմիական ռեակցիային, որն իր հերթին հանգեցնում է կառուցվածքի որակի վատացմանը: Հաճախ հանդիպող օրինակներից են կառուցվածքի մետաղի ռեակցիան օդի թթվածնի, ազոտի և ջրածնի հետ որոշակի ջերմաստիճաններում:

Կառուցվածքի օքսիդացման կանխարգելումը ներառում է այդ վնասակար բաղադրիչների և կառուցվածքի մետաղի միջև շփման նվազեցումը կամ այն խուսափելը բարձր ջերմաստիճաններում: Այս բարձր ջերմաստիճանը վերաբերում է ոչ միայն հալված բաղադրիչի մետաղին, այլև ամբողջ ժամանակահատվածին՝ սկսած կառուցվածքի մետաղի հալվելուց մինչև նրա սառեցումը և ջերմաստիճանի իջեցումը որոշակի մակարդակից ցածր:

Օրինակ՝ տիտանի համաձուլվածքների կառուցվածքի դեպքում ջրածինը արագ կլանվում է 300-ից բարձր °C-ում, թթվածինը՝ 450-ից բարձր °C-ում, իսկ ազոտը՝ 600-ից բարձր °Գ. Հետևաբար, տիտանի համաձուլվածքների կապարները պահանջում են արդյունավետ պաշտպանություն սառչելուց հետո և այն ժամանակահատվածում, երբ ջերմաստիճանը իջնում է 300-ից ցածր °°C; հակառակ դեպքում դրանք «օքսիդացվելու» են:

Ինչպես վերը նկարագրված է, սեղմված պաշտպանիչ գազի հոսքը պետք է ոչ միայն ժամանակին պաշտպանի կապարի լուծված մասը, այլև նորասառած տեղամասը: Այդ պատճառով ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է նկար 1-ում ցուցադրված՝ առանցքից դուրս գտնվող կողային հոսքի մեթոդը, քանի որ այն ապահովում է ավելի լայն պաշտպանության շրջանակ, քան նկար 2-ում ցուցադրված համառանցքային պաշտպանության մեթոդը, հատկապես ապահովելով լավագույն պաշտպանություն նորասառած կապարի տեղամասի համար:

Ինժեներական կիրառումների համար առանցքից դուրս գտնվող կողային հոսքի մեթոդը չի կարող օգտագործվել բոլոր արտադրանքների համար: Որոշ հատուկ արտադրանքների դեպքում թույլատրվում է օգտագործել միայն համառանցքային պաշտպանիչ գազ: Ընտրությունը պետք է հարմարեցված լինի արտադրանքի կառուցվածքին և միացման տիպին:

Պաշտպանիչ գազի հոսքի մեթոդի կոնկրետ ընտրություն

1) Ուղիղ կապարներ

Ինչպես ցույց է տրված 3-րդ նկարում, արտադրանքի կառուցվածքի շարժական մասերի համար նախատեսված շարժական մասերի ձևը ուղիղ է: Միացման տեսակը կարող է լինել ծայրային միացում, ծածկային միացում, անկյունային միացում կամ համակենտրոն միացում: Այս տեսակի արտադրանքի համար նախընտրելի է 3-րդ նկարում ցույց տրված առանցքից դուրս գտնվող կողային պաշտպանիչ գազի մեթոդը՝ նախընտրելի է:

2) Հարթակային փակ ձևի կառուցվածքներ

Արտադրանքի կառուցվածքի ձևը փակ ձև է, օրինակ՝ հարթակային շրջան, հարթակային բազմանկյուն կամ հարթակային բազմահատված գիծ: Միացման տեսակը կարող է լինել ծայրային միացում, ծածկային միացում կամ համակենտրոն միացում: Այս տեսակի արտադրանքի համար նախընտրելի է առանցքի երկայնքով հոսող պաշտպանիչ գազը:

Հարթակային փակ ձևի կառուցվածք

Շիկացման գազի ընտրությունը ուղղակիորեն ազդում է եռակցման արտադրության որակի, արդյունավետության և ծախսերի վրա: Սակայն, եռակցման նյութերի բազմազանության պատճառով իրական եռակցման ժամանակ եռակցման գազի ընտրությունը բավականին բարդ է: Անհրաժեշտ է համալիր կերպով հաշվի առնել եռակցման նյութը, եռակցման եղանակը, եռակցման դիրքը և անհրաժեշտ եռակցման արդյունքը: Միայն եռակցման փորձարկումների միջոցով կարելի է ընտրել ավելի հարմար եռակցման գազ՝ ստանալու լավագույն եռակցման արդյունք: