ლაზერული შედუღების შპრიცის ფორმირების მექანიზმი და ჩახშობის სქემა

შედუღების დეფექტის განმარტება: შედუღების დროს შხეფები ეხება მდნარი ლითონის წვეთებს, რომლებიც გამოდევნილია მდნარი აუზიდან შედუღების პროცესის დროს. ეს წვეთები შეიძლება დაეცეს მიმდებარე სამუშაო ზედაპირზე, გამოიწვიოს უხეშობა და უთანასწორობა ზედაპირზე, ასევე შეიძლება გამოიწვიოს გამდნარი აუზის ხარისხის დაკარგვა, რაც გამოიწვევს შედუღების ზედაპირზე ჩაღრმავებას, აფეთქების წერტილებს და სხვა დეფექტებს, რაც გავლენას ახდენს შედუღების მექანიკურ თვისებებზე. .

Splash შედუღებისას ეხება მდნარი ლითონის წვეთებს, რომლებიც გამოდევნილია დნობის აუზიდან შედუღების პროცესში. ეს წვეთები შეიძლება დაეცეს მიმდებარე სამუშაო ზედაპირზე, გამოიწვიოს უხეშობა და უთანასწორობა ზედაპირზე, ასევე შეიძლება გამოიწვიოს გამდნარი აუზის ხარისხის დაკარგვა, რაც გამოიწვევს შედუღების ზედაპირზე ჩაღრმავებას, აფეთქების წერტილებს და სხვა დეფექტებს, რაც გავლენას ახდენს შედუღების მექანიკურ თვისებებზე. .

Splash კლასიფიკაცია:

მცირე ნაპერწკლები: გამაგრების წვეთები, რომლებიც გვხვდება შედუღების ნაკერის კიდეზე და მასალის ზედაპირზე, ძირითადად გავლენას ახდენს გარეგნობაზე და არ ახდენს გავლენას შესრულებაზე; ზოგადად, განმასხვავებელი ზღვარი არის ის, რომ წვეთი შედუღების ნაკერის შერწყმის სიგანის 20%-ზე ნაკლებია;

დიდი შხეფები: არის ხარისხის დაკარგვა, რომელიც გამოიხატება შედუღების ნაკერის ზედაპირზე ჩაღრმავებების, აფეთქების წერტილების, ჭრილობების სახით და ა.შ. ძირითადი აქცენტი კეთდება ამ ტიპის დეფექტებზე.

ჩახშობის პროცესი:

შხეფები გამოიხატება როგორც გამდნარი ლითონის ინექცია გამდნარ აუზში შედუღების სითხის ზედაპირის უხეშად პერპენდიკულარული მიმართულებით მაღალი აჩქარების გამო. ეს აშკარად ჩანს ქვემოთ მოყვანილ ფიგურაში, სადაც თხევადი სვეტი ამოდის შედუღების დნობიდან და იშლება წვეთებად, წარმოქმნის შპრიცებს.

შხეფების შემთხვევის სცენა

ლაზერული შედუღება იყოფა თბოგამტარობისა და ღრმა შეღწევადობის შედუღებად.

თბოგამტარობით შედუღებას თითქმის არ აქვს სპტერი: თბოგამტარობით შედუღება ძირითადად გულისხმობს სითბოს გადატანას მასალის ზედაპირიდან შიგნიდან, პროცესის დროს თითქმის არ წარმოიქმნება შპრიცები. პროცესი არ გულისხმობს ლითონის მძიმე აორთქლებას ან ფიზიკურ მეტალურგიულ რეაქციებს.

ღრმა შეღწევადობის შედუღება არის მთავარი სცენარი, სადაც ხდება ჩახშობა: ღრმა შეღწევადობის შედუღება გულისხმობს ლაზერის შეღწევას პირდაპირ მასალაში, მასალაში სითბოს გადატანას გასაღების ხვრელების მეშვეობით და პროცესის რეაქცია ინტენსიურია, რაც მას მთავარ სცენარად აქცევს, სადაც ხდება ჩახშობა.

როგორც ზემოთ მოცემულ სურათზეა ნაჩვენები, ზოგიერთი მეცნიერი იყენებს მაღალსიჩქარიან ფოტოგრაფიას მაღალტემპერატურულ გამჭვირვალე მინასთან ერთად ლაზერული შედუღების დროს გასაღების ხვრელის მოძრაობის სტატუსზე დასაკვირვებლად. შეიძლება აღმოვაჩინოთ, რომ ლაზერი ძირითადად ურტყამს გასაღების ხვრელის წინა კედელს, უბიძგებს სითხეს ქვევით ჩამოსასვლელად, გვერდის ავლით გასაღების ხვრელს და აღწევს გამდნარი აუზის კუდს. პოზიცია, სადაც ლაზერი მიიღება გასაღების ხვრელის შიგნით, არ არის დაფიქსირებული და ლაზერი არის ფრენელის შთანთქმის მდგომარეობაში გასაღების ხვრელის შიგნით. სინამდვილეში, ეს არის მრავალჯერადი რეფრაქციისა და შთანთქმის მდგომარეობა, რომელიც ინარჩუნებს გამდნარ აუზის სითხის არსებობას. ლაზერული რეფრაქციის პოზიცია ყოველი პროცესის დროს იცვლება გასაღების ხვრელის კედლის კუთხით, რის შედეგადაც გასაღების ხვრელი გრეხილი მოძრაობის მდგომარეობაშია. ლაზერული დასხივების პოზიცია დნება, აორთქლდება, ექვემდებარება ძალას და დეფორმირდება, ამიტომ პერისტალტიკური ვიბრაცია წინ მიიწევს.

ზემოთ ნახსენები შედარება იყენებს მაღალტემპერატურულ გამჭვირვალე მინას, რომელიც რეალურად ექვივალენტურია გამდნარი აუზის კვეთის ხედს. ბოლოს და ბოლოს, გამდნარი აუზის ნაკადის მდგომარეობა განსხვავდება რეალური სიტუაციისგან. ამიტომ, ზოგიერთმა მეცნიერმა გამოიყენა სწრაფი გაყინვის ტექნოლოგია. შედუღების პროცესში, გამდნარი აუზი სწრაფად იყინება გასაღების ხვრელის შიგნით მყისიერი მდგომარეობის მისაღებად. აშკარად ჩანს, რომ ლაზერი ურტყამს გასაღების ხვრელის წინა კედელს და ქმნის საფეხურს. ლაზერი მოქმედებს ამ საფეხურის ღარზე, უბიძგებს გამდნარ აუზს, რომ მიედინოს ქვევით, ავსებს გასაღების ხვრელის უფსკრული ლაზერის წინ გადაადგილებისას და ამგვარად იღებს ნაკადის მიმართულების მიახლოებით დიაგრამას რეალური გამდნარი აუზის გასაღების ხვრელის შიგნით. როგორც ნაჩვენებია მარჯვენა ფიგურაში, ლითონის უკუცემის წნევა, რომელიც წარმოიქმნება თხევადი ლითონის ლაზერული აბლაციით, აიძულებს თხევადი გამდნარ აუზს წინა კედლის გვერდის ავლით. გასაღების ხვრელი მოძრაობს გამდნარი აუზის კუდისკენ, შადრევანივით მაღლა იწევს უკანა მხრიდან და ზემოქმედებს კუდის გამდნარი აუზის ზედაპირზე. ამავდროულად, ზედაპირული დაძაბულობის გამო (რაც უფრო დაბალია ზედაპირული დაძაბულობის ტემპერატურა, მით მეტია ზემოქმედება), კუდის გამდნარ აუზში თხევადი ლითონი იწევს ზედაპირული დაჭიმვით, რათა გადავიდეს გამდნარი აუზის კიდეზე, განუწყვეტლივ გამაგრდება. . თხევადი ლითონი, რომელიც მომავალში შეიძლება გამაგრდეს, ბრუნავს უკან გასაღების ხვრელის კუდამდე და ა.შ.

ლაზერული გასაღების ღრმა შეღწევადობის შედუღების სქემატური დიაგრამა: A: შედუღების მიმართულება; B: ლაზერის სხივი; C: გასაღების ხვრელი; D: ლითონის ორთქლი, პლაზმა; E: დამცავი გაზი; F: გასაღების ხვრელის წინა კედელი (წინასწარ დნობის სახეხი); G: გამდნარი მასალის ჰორიზონტალური ნაკადი გასაღების ხვრელის გზაზე; H: დნობის აუზის გამაგრების ინტერფეისი; I: გამდნარი აუზის დაღმავალი დინების გზა.

ლაზერისა და მასალის ურთიერთქმედების პროცესი: ლაზერი მოქმედებს მასალის ზედაპირზე, აწარმოებს ინტენსიურ აბლაციას. მასალა ჯერ თბება, დნება და აორთქლდება. ინტენსიური აორთქლების პროცესის დროს ლითონის ორთქლი მაღლა მოძრაობს, რათა გამდნარ აუზს ქვევით უკუცემის წნევა მისცეს, რის შედეგადაც ხდება გასაღების ხვრელი. ლაზერი შედის გასაღების ხვრელში და გადის მრავალჯერადი ემისიის და შთანთქმის პროცესს, რის შედეგადაც ხდება ლითონის ორთქლის უწყვეტი მიწოდება, რომელიც ინარჩუნებს გასაღების ხვრელს; ლაზერი ძირითადად მოქმედებს გასაღების ხვრელის წინა კედელზე, ხოლო აორთქლება ძირითადად ხდება გასაღების ხვრელის წინა კედელზე. უკუცემის წნევა უბიძგებს თხევად ლითონს გასაღების ხვრელის წინა კედლიდან, რათა გადაადგილდეს გასაღების ხვრელის გარშემო გამდნარი აუზის კუდისკენ. სითხე, რომელიც დიდი სიჩქარით მოძრაობს გასაღების ხვრელის გარშემო, გავლენას მოახდენს გამდნარ აუზზე ზევით და წარმოქმნის ამაღლებულ ტალღებს. შემდეგ, ზედაპირული დაძაბულობით ამოძრავებული, ის მოძრაობს კიდისკენ და მყარდება ასეთ ციკლში. ჩახშობა ძირითადად ხდება გასაღების ხვრელის კიდეზე, ხოლო წინა კედელზე არსებული თხევადი ლითონი სწრაფად გადალახავს გასაღების ხვრელს და იმოქმედებს უკანა კედლის გამდნარ აუზის პოზიციაზე.