Ლაზერული ტექნოლოგია

Შეგიძლიათ შეხვდეთ სველობის დეფექტებს, როგორიცაა ჭარბი შემოფარება, უხეში შეერთების ფორმირება და რამდენიმე პორი შეერთების შემდეგ? თუ თქვენ ვიწყებთ ვიფიქროთ, რომ ეს შეიძლება მიზეზი იყოს არასწორად დაყენებული ლაზერული შეერთების პროცესის პარამეტრები, არ იცით თუ არ იცით, რომ დაცვის აირის სწორი გამოყენება ასევე არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც ზემოქმედებს შეერთების ფორმირებასა და მის მოქმედებას? საუკეთესო დაცვის აირის არჩევანი ფაქტობრივად არის შეერთების ხარისხისა და ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად ერთ-ერთი გზა.

Რადგან დაცვის აირი იმდენად მნიშვნელოვანია, რა ზუსტად არის მისი ფუნქცია? როგორ უნდა აირჩიოთ დაცვის აირის ტიპი? როგორ უნდა შეიყვანოს დაცვის აირი შეერთების დროს?

Დაცვის აირის როლი

Ლაზერულ შედუღებაში დაცვის გაზი მოქმედებს შედუღების ფორმირებაზე, შედუღების ხარისხზე, შედუღების სიღრმეზე და შედუღების სიგანეზე. უმეტეს შემთხვევაში დაცვის გაზის გამოყენება დადებით გავლენას ახდენს შედუღებაზე, მაგრამ შეიძლება ასევე მოახდინოს უარყოფითი გავლენა.

Დადებითი ეფექტები

1) სწორად შეყვანილი დაცვის გაზი ეფექტურად იცავს შედუღების პულსს, რაც ამცირებს ან სრულიად თავიდან აიცილებს ოქსიდაციას.

2) სწორად შეყვანილი დაცვის გაზი ეფექტურად ამცირებს შედუღების დროს მომხდარ შეხევას.

3) სწორად შეყვანილი დაცვის გაზი უზრუნველყოფს შედუღების პულსის ერთგვაროვან გავრცელებას მყარდების პროცესში, რის შედეგად მიიღება ერთგვაროვანი და ესთეტიკურად მიმზიდველი შედუღება.

4) სწორად შეყვანილი დაცვის გაზი ეფექტურად ამცირებს ლაზერზე მეტალის წყლის ან პლაზმის ღრუბლების დაცვის ეფექტს, რაც ამაღლებს ლაზერის ეფექტურ გამოყენების კოეფიციენტს.

5) სწორად შეყვანილი დაცვის გაზი ეფექტურად ამცირებს შედუღების პორების რაოდენობას.

Როგორც კი გაზის ტიპი, გაზის სიჩქარე და შეყვანის მეთოდი სწორად არჩევული იქნება, შეიძლება მივიღოთ იდეალური შედეგები.

Თუმცა, დაფარვის გაზის არასწორი გამოყენება ასევე უარყოფითად შეიძლება იმოქმედოს შეერთებაზე.

1) დაფარვის გაზის არასწორი გამოყენება შეიძლება გააუარესოს შეერთება:

① Არასწორი გაზის ტიპის არჩევა შეიძლება გამოიწვიოს შეერთების ჩა cracks და შეამციროს შეერთების მექანიკური მახასიათებლები;

② Არასწორი გაზის სიჩქარის არჩევა შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მძიმე შეერთების ოქსიდაცია (როგორც სიჩქარის ჭარბობის, ასევე მინიმალურობის შემთხვევაში), ასევე შეიძლება მკვეთრად დაარღვიოს შეერთების პული, რაც შეიძლება გამოიწვიოს შეერთების ჩავარდნა ან არაერთგვაროვანი ფორმირება;

③ Არასწორი გაზის მიწოდების მეთოდის არჩევა შეიძლება გამოიწვიოს არაეფექტური ან სრულიად არარსებული დაფარვა, ან უარყოფითად იმოქმედოს შეერთების ფორმირებაზე;

2) დაფარვის გაზის მიწოდება შეიძლება იმოქმედოს შეერთების სიღრმეზე, განსაკუთრებით თავისუფალი ფილების შეერთების დროს, რაც შეიძლება შეამციროს შეერთების სიღრმე.

Დაფარვის გაზების ტიპები

Ხშირად გამოყენებადი ლაზერული შეერთების დაფარვის გაზები არის N2, Ar და He. მათი ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები განსხვავდება, ამიტომ მათი გავლენა შეერთებაზე ასევე განსხვავდება.

Აზოტი (N2)

Ყველაზე იაფი, მაგრამ არ ესაჭიროება ზოგიერთი ნეიტრალური ფოლადის შედუღებისთვის. აზოტი (N2) საშუალო იონიზაციის ენერგიას აქვს, რომელიც არგონზე მაღალია, მაგრამ ჰელიუმზე დაბალი. ლაზერული გამოსხივების ქვეშ მისი იონიზაციის ხარისხი საერთოდ დაბალია, რაც ეფექტურად ამცირებს პლაზმური ღრუბლის წარმოქმნას და ამავთანავე ამაღლებს ლაზერის ეფექტურ გამოყენების კოეფიციენტს. თუმცა, აზოტი შეიძლება განიცადოს ქიმიური რეაქცია ალუმინის შენაირებებსა და ნახშირბადის ფოლადს გარკვეული ტემპერატურებზე, რის შედეგადაც ნიტრიდები წარმოიქმნება. ეს ამაღლებს შედუღების ჩამოსხივების მყარობას და ამცირებს მის მოქნილობას, რაც მკვეთრად უარყოფითად აისახება შედუღების შეერთების მექანიკურ თვისებებზე. ამიტომ, აზოტის გამოყენება ალუმინის შენაირებებისა და ნახშირბადის ფოლადის შედუღების დაცვის გასადაცველად არ ირეკომენდება.

Მეორე მხრივ, აზოტის ნეიტრალური ფოლადთან მიმდინარე ქიმიური რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი ნიტრიდები შეიძლება გაზარდონ შედუღების შეერთების სიმტკიცეს და გააუმჯობესონ მისი მექანიკური თვისებები. ამიტომ, აზოტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დაცვის გაზი ნეიტრალური ფოლადის შედუღების დროს.

Არგონი (Ar)

შედარებით იაფია, მაღალი სიმკვრივის მქონეა და კარგ დაცვას უზრუნველყოფს. შედუღების ზედაპირი ჰელიუმზე უფრო გლუვია. თუმცა, ის მარტივად იონიზდება მაღალტემპერატურიანი მეტალის პლაზმით, რაც შეიძლება ნაკლებად შეაძლებლად გახადოს ლაზერის სხივის მიღწევა დამუშავების ნიმუშზე, რაც ამცირებს ეფექტურ შედუღების სიმძლავრეს და აფერხებს შედუღების სიჩქარეს და სიღრმეს. Ar (არგონი) ყველაზე დაბალი იონიზაციის ენერგიის მქონეა, მაგრამ ლაზერის გამოსხივების ქვეშ მისი იონიზაციის ხარისხი შედარებით მაღალია, რაც არ უწყობს ხელს პლაზმური ღრუბლების წარმოქმნის კონტროლს და გარკვეულ ზემოქმედებას ახდენს ლაზერის ეფექტური გამოყენების კოეფიციენტზე. თუმცა, Ar ძალზე დაბალი რეაქტიულობის მქონეა და რთულად ქმნის ქიმიურ რეაქციას საერთოდ გამოყენებადი მეტალებთან. მეტი იმის გარდა, Ar იაფია. ამასთანავე, Ar მაღალი სიმკვრივის მქონეა, რაც მის დაყვებას უფრო მარტივად ხდის შედუღების პულის ზემოთ, რაც უკეთეს დაცვას უზრუნველყოფს შედუღების პულს. ამიტომ, მისი გამოყენება შეიძლება ჩვეულებრივი დაცვის აირის სახით.

Ჰელიუმი (He)

Ეს უფრო ძვირადღირებს, მაგრამ ყველაზე კარგ ეფექტს აძლევს, რადგაან ლაზერი პირდაპირ გადის ხელოვნური ბარიერების გარეშე და მიეწოდება დამუშავების ზედაპირზე. მას ყველაზე მაღალი იონიზაციის ენერგია აქვს, მაგრამ ლაზერის გამოსხივების ქვეშ მისი იონიზაციის ხარისხი ძალზე დაბალია, რაც ეფექტურად აკონტროლებს პლაზმური ღრუბლების წარმოქმნას. ლაზერი კარგად მოქმედებს ლითონებზე, ხოლო He-ს ძალზე დაბალი რეაქტიულობა აქვს და ის ძირევანად არ რეაგირებს ლითონებთან ქიმიურად. ეს შერჩევის გაზის გამოსაყენებლად შესანიშნავი არჩევანია. თუმცა, He ძალზე ძვირადღირებს და მას საერთოდ არ იყენებენ მასობრივი წარმოების დროს. მისი გამოყენება საერთოდ შეზღუდულია სამეცნიერო კვლევების ან მაღალი ღირებულების პროდუქტების წარმოებაში.

Შერჩევის გაზის შეყვანის მეთოდები

Ამჟამად შერჩევის გაზის შეყვანის ორი ძირითადი მეთოდი არსებობს: ერთ-ერთი არის ღერძის გარეთ მდებარე გვერდითი გაზის გამოყოფა... პარალელური გვერდითი შერჩევის გაზი

Მეორე ტიპი არის ერთგვერდიანი (კოაქსიალური) შერჩევის გაზი.

Კოაქსიალური შერჩევის გაზი

Ამ ორი გამოყოფის მეთოდს შორის არჩევანი რამდენიმე ფაქტორის კომბინაციაზე ეფუძნება, მაგრამ საერთოდ რეკომენდებულია გვერდითი შერჩევის გაზის გამოყოფა.

Ფარების გასის გატარების მეთოდების არჩევის პრინციპები

Პირველ რიგში, მნიშვნელოვანია განვსაზღვროთ, რომ «შეერთების ოქსიდაცია» არის კოლოქვიალური გამოთქმა. თეორიულად, ეს აღნიშნავს შეერთების და ჰაერში მყოფი მავნე კომპონენტებს შორის მიმდინარე ქიმიურ რეაქციას, რომელიც შეერთების ხარისხის გაუარესებას იწვევს. ხშირად გამოყენებული მაგალითები მოიცავს შეერთების ლითონის რეაქციას ჰაერში მყოფ ჟანგბადთან, აზოტთან და წყალბადთან გარკვეული ტემპერატურებზე.

Შეერთების ოქსიდაციის თავიდან აცილება მოიცავს ამ მავნე კომპონენტების და შეერთების ლითონს შორის კონტაქტის შემცირებას ან თავიდან აცილებას მაღალ ტემპერატურაზე. ეს მაღალი ტემპერატურა არ აღნიშნავს მხოლოდ დნობილი პულის ლითონს, არამედ მთელ პერიოდს — შეერთების ლითონის დნობიდან მის გამყარებამდე და მისი ტემპერატურის გარკვეულ დონეზე დაბალდებამდე.

Მაგალითად, ტიტანის შენაირების დროს წყალბადი სწრაფად შთაიძლება 300 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, ჟანგბადი 450 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე და აზოტი 600 °C. შესაბამად, ტიტანის შენაირების შეერთებებს საჭიროებს ეფექტურ დაცვას სიმყარის მიღწევის შემდეგ და იმ პერიოდში, როდესაც ტემპერატურა 300-ზე დაბალდება °C; სხვა შემთხვევაში ისინი "ოქსიდდება".

Როგორც ზემოაღნიშნული აღწერიდან ჩანს, გამოყენებული დაცვის აირი არ უნდა დაიცვას მხოლოდ შეერთების პული დროულად, არამედ ასევე ახლახანს სიმყარის მიღებული ზონა. ამიტომ, საერთოდ გამოიყენება ნახაზ 1-ში ნაჩვენები გარე ღერძზე გვერდითი დაცვის აირის შეყვანის მეთოდი, რადგან ის უფრო ფართო დაცვის სფეროს იძლევა, ვიდრე ნახაზ 2-ში ნაჩვენები ერთგანერთი დაცვის მეთოდი, განსაკუთრებით ახლახანს სიმყარის მიღებული შეერთების ზონის უკეთესი დაცვის უზრუნველყოფით.

Ინჟინერიული გამოყენების შემთხვევაში, გარე ღერძზე გვერდითი დაცვის აირი არ ესარგებლება ყველა პროდუქტისთვის. ზოგიერთი კონკრეტული პროდუქტის შემთხვევაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ ერთგანერთი დაცვის აირი. არჩევანი უნდა მოხდეს პროდუქტის სტრუქტურისა და შეერთების ტიპის მიხედვით.

Კონკრეტული დაცვის აირის შეყვანის მეთოდის არჩევანი

1) წრფივი შეერთებები

Როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 3-შატ, პროდუქტის შედუღების ფორმა წრფივია. შეერთების ტიპი შეიძლება იყოს ბოლო-ბოლო შეერთება, დაფარვის შეერთება, კუთხის შეერთება ან დაფარვის შედუღება. ამ ტიპის პროდუქტების შემთხვევაში უფრო მისაღებია ნახაზში ნაჩვენები ღერძგარეშე გვერდითი დაბურვის აირის მეთოდი, უფრო მისაღებია.

2) სიბრტვილის დახურული ფორმის შედუღებები

Პროდუქტის შედუღების ფორმა არის დახურული ფორმა, მაგალითად, სიბრტვილის წრე, სიბრტვილის მრავალკუთხედი ან სიბრტვილის მრავალმონაკვეთიანი ხაზი. შეერთების ტიპი შეიძლება იყოს ბოლო-ბოლო შეერთება, დაფარვის შეერთება ან დაფარვის შედუღების შეერთება. ამ ტიპის პროდუქტების შემთხვევაში უფრო მისაღებია ღერძზე განლაგებული დაბურვის აირი.

Სიბრტვილის დახურული ფორმის შედუღება

Შემოფარების გაზის შერჩევა პირდაპირ აისახება სველვის წარმოების ხარისხზე, ეფექტურობაზე და ღირებულებაზე. თუმცა, სველვის მასალების სიმრავლის გამო, ფაქტობრივი სველვის დროს სველვის გაზის შერჩევა საკმაოდ რთულია. ამიტომ საჭიროებს სველვის მასალის, სველვის მეთოდის, სველვის პოზიციის და საჭიროებული სველვის ეფექტის სრულ გათვალისწინებას. მხოლოდ სველვის გამოცდილების შედეგების საფუძველზე შეიძლება შერჩევა უფრო შესაფერებელი სველვის გაზი და ამით მიღება უკეთესი სველვის შედეგები.