Ლაზერული ტექნოლოგია

1. ლაზერული შედუღების პრინციპი

Ლაზერული შედუღება შეიძლება განხორციელდეს უწყვეტი ან პულსირებადი ლაზერული სხივების გამოყენებით. ლაზერული შედუღების პრინციპი ორ ტიპად იყოფა: თბოგადაცემის შედუღება და ლაზერული ღრმა შედუღება. სიმძლავრის სიმკვრივე 10 ⁴ ~10⁵ Ვტ/სმ² ² არის თბოგადაცემის შეერთება, რომელიც მახასიათებლებია ზედაპირული შეღრევა და ნელი შეერთების სიჩქარე. როდესაც სიმძლავრის სიმჭიდროვე 10-ზე მეტია ⁵ ~10⁷ Ვტ/სმ² ² , მეტალის ზედაპირი გათბევა, რაც იწვევს "სივრცეების" წარმოქმნას და ღრმა შეღრევის შეერთების ფორმირებას, რომელიც მახასიათდება სწრაფი შეერთების სიჩქარით და დიდი ღრმასიგანე-სიგანის შეფარდებით.

Თბოგადაცემის ლაზერული შეერთების პრინციპი შემდეგნაირად გამოიყურება: ლაზერული გამოსხივება გათბევს დასამუშავებლად მოსაცემ ზედაპირს, ხოლო ზედაპირის თბო გადაეცემა შიგნით თბოგადაცემის მეშვეობით. ლაზერული პულსის სიგანის, ენერგიის, პიკური სიმძლავრის და გამეორების სიხშირის მსგავსი ლაზერული პარამეტრების კონტროლით ნაკეთობა იღრევა და აკონტროლებული ლღობის არე იქმნება.

Გეარების შეერთებისა და მეტალურგიული თავისუფალი ფოლადის ფურცლების შეერთების დროს გამოყენებული ლაზერული შეერთების მანქანები ძირითადად მოიცავს ლაზერულ ღრმა შეღრევის შეერთებას. ლაზერული ღრმა შეღრევის შეერთების პრინციპი ქვემოთ დეტალურად განიხილება.

Ლაზერული ღრმა შეღწევის დაკავშირება ჩვეულებრივ იყენებს უწყვეტ ლაზერულ სხივს მასალების შესაერთებლად. მისი მეტალურგიული ფიზიკა ძალზე ჰგვანს ელექტრონული სხივის დაკავშირებას, ხოლო ენერგიის გარდაქმნის მექანიზმი მიიღება "კვეთის" სტრუქტურის მეშვეობით. საკმარისად მაღალი სიმძლავრის სიმჭიდროვის ლაზერული გამოსხივების ქვეშ მასალა აორთქლდება და ქმნის კვეთას. ეს აორთქლით სავსე კვეთა მოქმედებს როგორც შავი სხეული და შთანთქავს შემავალი სხივის ენერგიის თითქმის მთლიანად. კვეთაში შიგნით წონასწორობის ტემპერატურა აღწევს დაახლოებით 2500-ს °C. სითბო გადაეცემა ამ მაღალტემპერატურიანი ხვრელის გარე კედელს, რის შედეგადაც მის გარშემო მდებარე მეტალი დნება. ხვრელი შევსებულია მაღალტემპერატურიანი წყალბადით, რომელიც წარმოიქმნება კედლის მასალის უწყვეტი აორთქლების შედეგად სხივის გამოსხივების ქვეშ. ხვრელის კედლები მოიცავს დნებად მეტალს, ხოლო თხევადი მეტალი მოიცავს მყარ მასალას (უმეტეს ტრადიციულ სველების პროცესებში და ლაზერულ კონდუქციურ სველებაში ენერგია ჯერ კიდევ მოხდება სამუშაო ნაკრების ზედაპირზე და შემდეგ გადაეცემა შიგნით). ხვრელის კედლების გარეთ თხევადი ნაკადი და ზედაპირული ძაბვა მართავს დინამიკურ ბალანსს უწყვეტად წარმოქმნილი წყალბადის წნევასთან ხვრელის შიგნით. როგორც კი ლაზერული სხივი უწყვეტად შედის ხვრელში, ხვრელის გარეთ მდებარე მასალა უწყვეტად იყრება. როგორც კი ლაზერული სხივი მოძრაობს, ხვრელი რჩება სტაბილური ნაკადის მდგომარეობაში. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ხვრელი და მის გარშემო მდებარე დნებადი მეტალი წინსვლის სიჩქარით მოძრაობს მიმართულების სხივთან ერთად. დნებადი მეტალი ავსებს ხვრელის წასვლის შემდეგ დარჩენილ ცარიელებს და შემდეგ მყარდება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სველი. ეს ყველაფე იმდენად სწრაფად ხდება, რომ სველების სიჩქარე ადვილად აღწევს რამდენიმე მეტრს წუთში.

2. ძაბვის ღრმა შედნობის ძირითადი პროცესული პარამეტრები

Ლაზერული სიმძლავრე

Ლაზერული შედუღება მოიცავს ლაზერული ენერგიის სიმკვრივის შეზღუდვას. ამ შეზღუდვის ქვევით შეღრმავების სიღრმე მცირეა; როგორც კი ეს შეზღუდვა მიაღწევს ან გადააჭარბებს, შეღრმავების სიღრმე მკაფიოდ იზრდება. პლაზმა იქმნება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ლაზერის სიმძლავრის სიმკვრივე დამუშავების საგანზე ამ შეზღუდვას აღემატება (მასალის მიხედვით), რაც სტაბილური ღრმა შეღრმავების შედუღების დაწყების ნიშანია. თუ ლაზერის სიმძლავრე ამ შეზღუდვის ქვევით მდებარეობს, დამუშავების საგანზე მხოლოდ ზედაპირული დნობა ხდება, ანუ შედუღება სტაბილური სითბოგადაცემის რეჟიმში მიმდინარეობს. როდესაც ლაზერის სიმძლავრის სიმკვრივე მიახლოებულია კლავისური ხვრელის წარმოქმნის კრიტიკულ პირობებს, ღრმა შეღრმავების შედუღება და სითბოგადაცემის შედუღება ერთმანეთს ჩაანაცვლებს, რაც უსტაბილო შედუღების პროცესს იწვევს და შეღრმავების სიღრმეში დიდი რხევები იქმნება. ლაზერულ ღრმა შეღრმავების შედუღებაში ლაზერის სიმძლავრე ერთდროულად აკონტროლებს შეღრმავების სიღრმეს და შედუღების სიჩქარეს. შედუღების შეღრმავების სიღრმე პირდაპირ დაკავშირებულია სხივის სიმძლავრის სიმკვრივესთან და არის შემავალი სხივის სიმძლავრის და სხივის ფოკუსური ლაქის ფუნქცია. საერთოდ, გარკვეული დიამეტრის ლაზერული სხივის შემთხვევაში შეღრმავების სიღრმე იზრდება სხივის სიმძლავრის გაზრდასთან ერთად.

Სხივის ფოკუსური ლაქა

Სხივის ლაქის ზომა ლაზერული შედუღების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ცვლადია, რადგან ის განსაზღვრავს სიმძლავრის სიმჭიდროვეს. თუმცა, მაღალი სიმძლავრის ლაზერების შემთხვევაში მისი გაზომვა რთულია, მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს მრავალი არაპირდაპირელი გაზომვის მეთოდი.

Ლაზერული სხივის დიფრაქციით შეზღუდული ლაქის ზომა შეიძლება გამოითვალოს ოპტიკური დიფრაქციის თეორიის საფუძველზე. თუმცა, ფოკუსირების ლინზაში არსებული აბერაციების გამო, ფაქტობრივი ლაქის ზომა მეტია გამოთვლილ მნიშვნელობაზე. ყველაზე მარტივი პრაქტიკული გაზომვის მეთოდია იზოთერმული პროფილომეტრიის მეთოდი, რომელიც მოიცავს სქელი ქაღალდის გამოწვას და პოლიპროპილენის ფილის გახვრელვას ლაქის და ხვრელის დიამეტრის გაზომვამდე. ამ მეთოდის გამოყენების დასაუფლებლად საჭიროებს პრაქტიკულ გაზომვას, რათა დაიმკვიდროს ლაზერის სიმძლავრე და სხივის კონტაქტის ხანგრძლივობა.

Მასალის შთანთქვა

Ლაზერული სხივის მასალის მიერ შთანთქმა დამოკიდებულია რამდენიმე მნიშვნელოვან თვისებაზე, მაგალითად, შთანთქმის კოეფიციენტზე, რეფლექსიის კოეფიციენტზე, თბოგამტარობაზე, დნობის ტემპერატურაზე და აორთქლების ტემპერატურაზე, რომელთა შორის ყველაზე მნიშვნელოვანია შთანთქმის კოეფიციენტი.

Მასალის ლაზერული სხივის მიერ შთანთქმის კოეფიციენტზე მოქმედების ფაქტორები ორ მხარეს მოიცავს: პირველი, მასალის წინაღობა. გამოსახული ზედაპირების შთანთქმის კოეფიციენტის გაზომვები აჩვენებს, რომ შთანთქმის კოეფიციენტი პროპორციულია წინაღობის კვადრატულ ფესვს, რომელიც თავის მხრივ იცვლება ტემპერატურის მიხედვით. მეორე, მასალის ზედაპირის მდგომარეობა (ანუ გლუვი ზედაპირი) მნიშვნელოვნად მოქმედებს სხივის შთანთქმის კოეფიციენტზე და შესაბამისად, მნიშვნელოვნად მოქმედებს შეერთების ეფექტზე.

CO2 ლაზერის გამოსახული ტალღის სიგრძე ჩვეულებრივ 10,6 მიკრონია μ მ. არალითონები, როგორიცაა კერამიკა, მინა, რეზინა და პლასტმასები, ოთახის ტემპერატურაზე მაღალი შთანთქამის კოეფიციენტით გამოირჩევიან, ხოლო ლითონები ამ ტემპერატურაზე ცუდად შთანთქავენ ლაზერულ სხივს; მათი შთანთქამი მნიშვნელოვნად იზრდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც მასალა დნება ან კიდევე აორთქლდება. ზედაპირის საფარები ან ჟანგის ფილმები ეფექტური საშუალებებია მასალის ლაზერული სხივის შთანთქამის გასაუმჯობესებლად.

Შედუღების სიჩქარე

Შეერთების სიჩქარე მნიშვნელოვნად ავლენს გავლენას შეერთების სიღრმეზე. სიჩქარის გაზრდა იწვევს უფრო ზედაპირულ შეერთებას, ხოლო ძალიან დაბალი სიჩქარე იწვევს ჭარბ დნობას და გახვრელებას. ამიტომ, კონკრეტული მასალის, ლაზერული სიმძლავრის და სისქის მიხედვით არსებობს შეერთების სიჩქარის შესატყობარო დიაპაზონი, რომელშიც მაქსიმალური შეერთების სიღრმე მიიღება. ნახაზი 10-2 აჩვენებს შეერთების სიჩქარისა და სიღრმის ურთიერთკავშირს 1018 ფოლადის შემთხვევაში.

Დაცვის აირი

Ინერტული აირები ხშირად გამოიყენება ლაზერული სვლის დროს თხევადი პულის დაცვის მიზნით. ზედაპირის ოქსიდაცია შეიძლება არ იყოს პრობლემა ზოგიერთი მასალის შემთხვევაში, მაგრამ ჰელიუმი, არგონი და აზოტი ხშირად გამოიყენება უმეტეს შემთხვევაში სამუშაო ნაკეთობის ოქსიდაციის თავიდან აცილების მიზნით სვლის დროს.

Ჰელიუმი ცუდად იონიზდება (მაგრამ მას მაღალი იონიზაციის ენერგია აქვს), რაც საშუალებას აძლევს ლაზერულ სხივს უფლებობის გარეშე გავლას და უფლებობის გარეშე მიღწევას სამუშაო ნაკეთობის ზედაპირამდე. ეს არის ყველაზე ეფექტური დაცვის აირი, რომელიც ლაზერული სვლის დროს გამოიყენება, მაგრამ ის შედარებით ძვირადღირებს.

Არგონი უფრო იაფია და მისი სიმკვრივე მაღალია, რაც კარგ დაცვას უზრუნველყოფს. თუმცა, ის ადვილად იონიზდება მაღალტემპერატურული ლითონის პლაზმის მიერ, რაც სხივის ნაკლები ნაკრებს სამუშაო ნაკეთობამდე მიღწევას აფერხებს, რაც ლაზერული სიმძლავრის ეფექტურობას ამცირებს და სვლის სიჩქარესა და ღრმასვლენობას აუარესებს. არგონით დაცული შეერთებების ზედაპირები უფრო გლუვია ჰელიუმით დაცული შეერთებების ზედაპირებზე.

Აზოტი ყველაზე იაფი დაცვის გაზია, მაგრამ ის არ ეხელება ზოგიერთი ტიპის ნერგიანი ფოლადის შეერთებას, ძირითადად მეტალურგიული პრობლემების გამო, როგორიცაა შთანთქმა, რომელიც ზოგჯერ შეიძლება შეერთების არეში სიღრმის წარმოქმნას.

Დაცვის გაზების მეორე ფუნქცია არის ფოკუსირების ლინზის დაცვა ლითონის წყლის დაბინძურებისგან და დნევადი წვეთების გაფანტვისგან. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაღალი სიმძლავრის ლაზერულ შეერთებაში, სადაც გამოტყორცნილი მასა ხდება ძალიან ძლიერი.

Შემოფარებელი გაზების მესამე ფუნქცია არის მათი ეფექტურობა სამაღალი სიმძლავრის ლაზერული დაკავშირების დროს წარმოქმნილი პლაზმის გაფანტვაში. ლითონის ყინული შთანთქავს ლაზერულ სხივს და იონიზდება პლაზმის ღრუბელად. ლითონის ყინულს შემომყოფი დაცვითი გაზიც გახურების გამო იონიზდება. თუ პლაზმის რაოდენობა ძალიან მეტია, ლაზერული სხივი ნაკლებად ეფექტურად მოქმედებს, რადგან ნაკლებად აღწევს დამუშავების ზედაპირს. პლაზმა არსებობს როგორც მეორადი ენერგიის წყარო მუშაობის ზედაპირზე, რაც იწვევს უფრო ჩამოჭრილ შედუღების სიღრმეს და უფრო ფართო შედუღების ტბას. ელექტრონების რეკომბინაციის სიჩქარე იზრდება ელექტრონებს, იონებსა და ნეიტრალურ ატომებს შორის შეჯახების სიხშირის გაზრდით, რაც ამცირებს პლაზმაში ელექტრონების სიმჭიდროვეს. რაც უფრო მსუბუქია ნეიტრალური ატომები, მით უფრო მაღალია შეჯახების სიხშირე და რეკომბინაციის სიჩქარე; მეორე მხრივ, მხოლოდ ის დაცვითი გაზი, რომელსაც მაღალი იონიზაციის ენერგია აქვს, შეუძლია თავისი იონიზაციის გამო ელექტრონების სიმჭიდროვის გაზრდის თავიდან აცილება.

Პლაზმის ღრუბლის ზომა იცვლება დამცავი გაზის ტიპის მიხედვით: ჰელიუმის შემთხვევაში ის ყველაზე პატარაა, შემდეგ მოდის აზოტი, ხოლო არგონის შემთხვევაში ყველაზე დიდი. უფრო დიდი პლაზმის ღრუბელი იწვევს უფრო ზედაპირულ შედუღების ღრმას. ეს განსხვავება ძირითადად გამოწვეულია გაზის მოლეკულების იონიზაციის ხარისხის განსხვავებით, ასევე დამცავი გაზების სიმკვრივის განსხვავებით გამოწვეული ლითონის წყლის დიფუზიის განსხვავებით.

Ჰელიუმს ყველაზე დაბალი იონიზაციის ენერგია და სიმკვრივე აქვს, რაც საშუალებას აძლევს მას სწრაფად გადაადგილოს მოლეკულური ლითონის წყლის ამოსვლა დნობილი ლითონის ტბიდან. ამიტომ ჰელიუმის გამოყენება დამცავი გაზის როლში მაქსიმალურად ამცირებს პლაზმის წარმოქმნას, რაც ამატებს შედუღების ღრმას და შედუღების სიჩქარეს; მისი მსუბუქი მასა ასევე საშუალებას აძლევს მას მარტივად გამოვიდეს, რაც ნაკლებად ახდენს ხვრელების წარმოქმნის ალბათობას. თუმცა, ჩვენი ფაქტობრივი შედუღების შედეგების მიხედვით, არგონის გამოყენება დამცავი გაზის როლში საკმაოდ ეფექტური აღმოჩნდა.

Პლაზმური ღრუბელის გავლენა შედუღების ღრმასვლელობაზე ყველაზე მკაფიოა დაბალი შედუღების სიჩქარით. მისი გავლენა მცირდება შედუღების სიჩქარის გაზრდასთან ერთად.

Დაცვის აირი გამოიტანება გარკვეული წნევით სასროლიდან და აღწევს დამუშავების ზედაპირს. სასროლის ჰიდროდინამიკური ფორმა და გამოსატანი ხვრელის დიამეტრი ძალიან მნიშვნელოვანია. დაცვის აირის რაოდენობა უნდა იყოს საკმარისი შედუღების ზედაპირის დასაფარად, თუმცა სასროლის ზომა უნდა იყოს შეზღუდული, რათა ეფექტურად დაიცვას ლინზა და თავიდან აიცილოს ლითონის ყინულის დაბინძურება ან ლითონის შეფარვის ზიანი. ასევე უნდა კონტროლდებოდეს აირის სიჩქარე; წინააღმდეგ შემთხვევაში დაცვის აირის ლამინარული ნაკადი ტურბულენტული გახდება, ატმოსფერული აირი შევიდება დნებად მეტალში და საბოლოოდ წარმოიქმნება ნაკადულები.

Ეკრანირების ეფექტის გასაუმჯობესებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას დამატებითი გვერდითი გამოყოფის მეთოდი, რომლის დროსაც ეკრანირების აირი პირდაპირ ჩაიყოფა ღრმა შეღრმავების შეერთების ხვრელში პატარა დიამეტრის ნოზლის მეშვეობით გარკვეული კუთხით. ეკრანირების აირი არ არის მხოლოდ სამუშაო ზედაპირზე პლაზმური ღრუბელის დახურვის საშუალება, არამედ მოქმედებს პირდაპირ ხვრელში არსებულ პლაზმაზე და ხვრელის წარმოქმნაზე, რაც საბოლოო ჯამში გაზრდის შეღრმავების სიღრმეს და საშუალებას აძლევს მივიღოთ იდეალური სიღრმის-სიგანის შეფარდების მქონე შეერთება. თუმცა, ეს მეთოდი მოითხოვს აირის სიჩქარისა და მიმართულების სწორ კონტროლს; წინააღმდეგ შემთხვევაში ადვილად შეიძლება წარმოიქმნას ტურბულენტობა, რაც დაზიანებს დნობილი პულსის სტაბილურობას და გააუარესებს შეერთების პროცესს.

Ლინზის ფოკალური სიგრძე

Შეერთების დროს ლაზერი ჩვეულებრივ ფოკუსდება, როგორც წესი, 63–254 მმ (2.5 ”~10”ფოკუსირებული ლაქის ზომა პირდაპირ პროპორციულია ფოკუსური მანძილის სიგრძის; რაც უფრო მოკლეა ფოკუსური მანძილის სიგრძე, მით უფრო პატარაა ლაქა. თუმცა, ფოკუსური მანძილის სიგრძე ასევე ზემოქმედებს ფოკუსირების ღრმასავლიანობაზე, ანუ — ფოკუსირების ღრმასავლიანობა პირდაპირ პროპორციულად იზრდება ფოკუსური მანძილის სიგრძესთან ერთად. შესაბამად, უფრო მოკლე ფოკუსური მანძილის სიგრძე შეიძლება გაზარდოს სიმძლავრის სიმჭიდროვე, მაგრამ ფოკუსირების ღრმასავლიანობის მცირეობის გამო ლინზასა და დამუშავების ნიმუშს შორის მანძილა სწორედ უნდა იყოს დაცული, ხოლო შეღრმავების ღრმასავლიანობაც შეზღუდულია. შედუღების დროს მომხდარი სპარკებისა და ლაზერის რეჟიმის გავლენით, შედუღების პრაქტიკაში ფაქტობრივად გამოყენებული უმოკლესი ფოკუსური მანძილის სიგრძე ხშირად არის 126 მმ (5"), ”როდესაც შეერთება დიდია ან როდესაც ლაქის ზომის გაზრდით სჭირდება შედუღების ზომის გაზრდა, შეიძლება აირჩიოს 254 მმ (10") ფოკუსური მანძილის სიგრძის მქონე ლინზა. ”ამ შემთხვევაში ღრმა შეღრმავების კეილჰოლის ეფექტის მისაღებად სჭირდება მაღალი ლაზერის გამოსავალი სიმძლავრე (სიმძლავრის სიმჭიდროვე).

Როდესაც ლაზერის სიმძლავრე აღემატება 2 კვტ-ს, განსაკუთრებით 10.6 μ cO₂ ლაზერული სხივები მილიმეტრებში, რადგან ოპტიკურ სისტემაში გამოიყენება სპეციალური ოპტიკური მასალები, რეფლექსიური ფოკუსირება ხშირად გამოიყენება ფოკუსირების ლინზის ოპტიკური ზიანის თავიდან ასაცილებლად. როგორც რეფლექტორები ჩვეულებრივ გამოიყენება გამოსახული სპილენძის სარკეები. მათი ეფექტური გაგრილების თვისებების გამო მათ ხშირად რეკომენდებენ მაღალი სიმძლავრის ლაზერული სხივების ფოკუსირებისთვის.

Ფოკუსის პოზიცია

Შეერთების დროს ფოკუსის პოზიცია საჭიროებს საკმარისი სიმძლავრის სიმკვრივის შესანარჩუნებლად. ფოკუსის და სამუშაო ნაკრების ზედაპირის შედარებითი პოზიციის ცვლილება პირდაპირ აისახება შეერთების სიგანესა და სიღრმეზე. ნახაზი 2-6 აჩვენებს ფოკუსის პოზიციის გავლენას 1018 ფოლადის შეღრმავების სიღრმესა და შეერთების სიგანეზე.

Უმეტეს ლაზერულ შეერთებას აპლიკაციებში ფოკუსი ჩვეულებრივ მოთავსებულია სამუშაო ნაკრების ზედაპირის ქვეშ მისი სიგრძის მეოთხედის დაახლოებით მანძილზე, რათა მიიღოს სასურველი შეღრმავების სიღრმე.

Ლაზერული სხივის პოზიცია

Როდესაც ლაზერით ხდება სხვადასხვა მასალის შეერთება, ლაზერული სხივის პოზიციის კონტროლი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია საბოლოო შეერთების ხარისხის უზრუნველყოფაში, განსაკუთრებით კი ბოლო-ბოლო შეერთებებში, სადაც იგი უფრო მგრძნობარეა, ვიდრე დაფარვის შეერთებებში. მაგალითად, როდესაც მყარდებული ფოლადის გეარი შეერთდება დაბალი ნახშირბადის შემცველობის ფოლადის ბარათთან, სწორი ლაზერული სხივის პოზიციის კონტროლი იწვევს შეერთების მიღებას, რომელიც ძირითადად შედგება დაბალი ნახშირბადის შემცველობის კომპონენტებისგან და ამ შეერთებას აქვს უკეთესი ჩა cracks-ის წინააღმდეგ მექანიკური წინააღმდეგობა. ზოგიერთ აპლიკაციაში შეერთების ქვეშ მყოფი ნაკეთობის გეომეტრია მოითხოვს ლაზერული სხივის კუთხით გადახრას. როდესაც სხივის ღერძსა და შეერთების სიბრტვილს შორის გადახრის კუთხე 100 გრადუსზე ნაკლებია, ნაკეთობის ლაზერული ენერგიის შთანთქმა არ იქნება ზემოქმედებული.

Შეერთების დასაწყისსა და დასასრულში ლაზერული სიმძლავრის გაზრდისა და შემცირების კონტროლი

Ლაზერის ღრმა შეღწევის დაკავშირების დროს, უკუნოების გარეშე შეერთების სიღრმის მნიშვნელობის, პირველადი ხვრელის ფენომენი ყოველთვის არსებობს. როდესაც დაკავშირების პროცესი მთავრდება და ძაბვის გადამრთველი გამოირთვება, შეერთების ბოლოში ჩნდება ჩაღრმავება. ამასთან, როდესაც ლაზერის შეერთების ფენა საწყისი შეერთების საფარებს, შეიძლება მოხდეს ლაზერული სხივის ჭარბი შეწოვა, რაც შეერთების ნაკლებად ხარისხიანობას ან ფორების წარმოქმნას იწვევს.

Ამ ფენომენების თავიდან ასაცილებლად შეიძლება დაპროგრამდეს ძაბვის დაწყების და დასრულების წერტილები, რათა ძაბვის დაწყების და დასრულების დრო მოსაწყობრებლად იყოს დასაყენებლად. ანუსხვავებლად, საწყისი ძაბვა ელექტრონულად იზრდება ნულიდან დაყენებულ ძაბვაზე მოკლე დროში, ხოლო დაკავშირების დრო მოსაწყობრებლად იყოს დასაყენებლად. ბოლოს, დაკავშირების დასრულების დროს ძაბვა დაყენებული ძაბვიდან ნულამდე თანდათანობით შემცირდება.

3. ლაზერის ღრმა შეღწევის დაკავშირების მახასიათებლები, უპირატესობები და ნაკლებად სასურველი მხარეები

Ლაზერის ღრმა შეღწევის დაკავშირების მახასიათებლები

1) მაღალი სიგრძის და სიგანეს შორის შეფარდება. 1) **ღრმა და ვიწრო შეერთება:** რადგან მყარდებადი ლითონი ჩამოყალებული ცილინდრული მაღალტემპერატურილი სტეამის კვეთის გარშემო იქმნება და გადაიჭიმება სამუშაო ნაკეთობის მიმართ, შეერთება ხდება ღრმა და ვიწრო.

2) **მინიმალური სითბოს შეყვანა:** რადგან კვეთის შიგნით ტემპერატურა ძალიან მაღალია, დალექვის პროცესი მიმდინარეობს ძალიან სწრაფად, რის შედეგად სამუშაო ნაკეთობაში სითბოს შეყვანა ძალიან დაბალია, რაც მინიმიზაციას ახდენს სითბოს გამოწვეულ დეფორმაციას და სითბოს ზემოქმედების ზონას.

3) **მაღალი სიმკვრივე:** მაღალტემპერატურილი სტეამით სავსე კვეთი ხელს უწყობს შეერთების პულის არეულობის და აირების გამოსვლის პროცესს, რის შედეგად მიიღება ნაკეთობის ნაკლებობების გარეშე სრულად გამოყვანილი შეერთება. შეერთების შემდგომი მაღალი გაცივების სიჩქარე კი მეტად აფინებს შეერთების მიკროსტრუქტურას.

4) **ძლიერი შედუღება:** სითბოს ინტენსიური წყარო და არამეტალური კომპონენტების სრული შთანთქვა ამცირებს გამოკლებების შემცველობას და ცვლის შედუღების პულის ჩარევების ზომასა და განაწილებას. შედუღების პროცესს ელექტროდების ან შევსების სადუღებლის გარეშე არ არის სჭიროება, რაც ნაკლებ დაბინძურებას იწვევს დნობის ზონაში და ხდის შედუღების სიძლიერესა და ტენდერობას მინიმუმ ტოლს ან ევენ აღემატება საწყისი მეტალის მახასიათებლებს.

5) **ზუსტი კონტროლი:** რადგან ფოკუსირებული ლაქა ძალიან პატარაა, შედუღება შეიძლება ზუსტად განსაზღვროს. ლაზერის გამოსავალი არ აქვს "ინერცია", რაც საშუალებას აძლევს სიჩქარით შეაჩეროს და ხელახლა გააშვას. CNC სხივის მოძრაობის ტექნოლოგია საშუალებას აძლევს რთული ფორმის ნაკეთობების შედუღებას. 6) კონტაქტის გარეშე ატმოსფერული შედუღების პროცესი. რადგან ენერგია ფოტონური სხივიდან მოდის, ნაკეთობასთან ფიზიკური კონტაქტი არ ხდება, ამიტომ ნაკეთობაზე გარე ძალა არ მოქმედებს. ამასთანავე, მაგნიტური ველი და ჰაერი არ ახდენს გავლენას ლაზერზე.

Ლაზერული ღრმა შედუღების უპირატესობები

1) ფოკუსირებული ლაზერების ძალად მჭიდროვდების გამო, რომელიც მნიშვნელოვნად აღემატება ჩვეულებრივი მეთოდების ძალად მჭიდროვდებას, შეერთების სიჩქარე მაღალია, სითბოს გავლენის ზონა და დეფორმაცია მცირეა და შესაძლებელია რთულად შეერთებადი მასალების (მაგალითად, ტიტანის) შეერთება.

2) რადგან სხივი ადვილად გადაიცემა და კონტროლდება, არ არის საჭიროება ხშირად შეცვალოს შეერთების ტორჩები და ნოზლები, ასევე ელექტრონული სხივის შეერთების დროს ვაკუუმის შექმნა არ არის საჭიროება, ამიტომ დასტანდის ხანგრძლივობა მნიშვნელოვნად შემცირდება, რაც მაღალ ტვირთვას და წარმოების ეფექტურობას უზრუნველყოფს.

3) გასუფთავების ეფექტის და მაღალი გაგრილების სიჩქარის გამო შეერთება მაღალი სიმტკიცით, მოქნილობით და სრული საერთო მახასიათებლებით გამოირჩევა.

4) საშუალო სითბოს შეყვანის დაბალი მაჩვენებლის გამო დამუშავების სიზუსტე მაღალია, რაც ხელს უწყობს ხელახლა დამუშავების ხარჯების შემცირებას; ამასთან, ლაზერული შეერთების ექსპლუატაციის ხარჯებიც დაბალია, რაც საერთო დამუშავების ხარჯების შემცირებას უზრუნველყოფს.

5) სხივის ინტენსივობა და სწორი პოზიციონირება ეფექტურად კონტროლდება, რაც ავტომატიზებული მუშაობის განხორციელებას მარტივდებს.

Ლაზერული ღრმა შეღრმავების შეერთების უარყოფითი მხარეები

1) შეერთების ღრმას შეზღუდვა.

2) მაღალი მოთხოვნები სამუშაო ნაკრების შეკრების მიმართ.

3) ლაზერული სისტემებში საწყისი ინვესტიციების მაღალი დონე.