01 Qog'ozga umumiy nuqtai
Lazerni qayta ishlash sohasida, ayniqsa chuqur penetratsion payvandlashda, an'anaviy yagona Gauss nurlari, energiya zichligi yuqori bo'lsa-da, ko'pincha haddan tashqari konsentratsiyalangan energiya taqsimotiga olib keladi, bu esa kalit teshigining beqarorligi, chayqalish va g'ovaklik kabi nuqsonlarga osonlikcha olib kelishi mumkin. Ushbu muammolarni hal qilish uchun akademik hamjamiyat energiyani tarqatish uchun Bessel nurlari yoki halqali nurlardan foydalanishni taklif qildi, ular orasida sozlanishi halqa rejimi (ARM) lazerlari eritilgan hovuzni samarali barqarorlashtirish va nuqsonlarni bostirish uchun isbotlangan. Biroq, mavjud kompozit nurli echimlar odatda yuqori xarajat, sobit fokus uzunligi va fazoviy energiya taqsimotining cheklangan sozlanishi kabi muammolarga duch keladi. Misol uchun, an'anaviy halqa lazerlari ko'pincha Gauss va halqa nurlarining bir xil fokus tekisligida bo'lishini talab qiladi, bu esa qalin plastinka payvandlashda turli fokus pozitsiyalari uchun o'ziga xos ehtiyojlarni qondira olmaydi. Ushbu cheklovlarni bartaraf etish uchun ushbu tadqiqot nurni shakllantirishning yangi usuli -Sozlanishi mumkin bo'lgan Fokusli Gauss-Ring Mode (AFGRM) lazerini taklif qiladi. Bu usulda standart Gauss lazer manbasini turli fokus uzunliklari, sozlanishi quvvat nisbati va halqa radiusi boʻlgan kompozit nurga aylantirish uchun arzon -bir erkin shaklli oyna” qoʻllaniladi, buning maqsadi ham chuqur kirib boruvchi, ham past nuqsonlar bilan yuqori-sifatli payvandlash.
02 Toʻliq matnli sharh
Ushbu tadqiqot nurni shakllantirishning innovatsion usulini taklif qiladi, ya'ni standart Gauss lazer manbasini moslashtirilgan yagona erkin shaklli sirt oynasini loyihalash orqali mustaqil ravishda sozlanishi fokus uzunligi, quvvat nisbati va halqa radiusi bo'lgan sozlanishi{0}}fokusli Gauss{1}}halqa rejimi (AFGRM) lazeriga aylantirish. Ushbu uslub nurning fazoviy bo'linishi va rekombinatsiyasiga mohirlik bilan erishadi, bu markaziy Gauss nurining penetratsiyani kuchaytirish uchun salbiy defokus holatini qabul qilishiga imkon beradi, tashqi halqa nuri esa eritilgan hovuzni kengaytirish va barqarorlashtirish uchun ish qismi yuzasiga qaratilgan. Bu konsentrlangan energiya erigan hovuzning beqarorligi va g'ovaklilik nuqsonlariga olib kelishi mumkin bo'lgan an'anaviy yuqori{4}}quvvatli chuqur penetratsion payvandlashdagi muammolarni samarali hal qiladi. 16 mm qalinlikdagi SUS304 zanglamaydigan po'lat plitalar ustida o'tkazilgan payvandlash tajribalari shuni ko'rsatdiki, bir xil quvvatdagi an'anaviy Gauss lazerlari bilan taqqoslaganda, optimal quvvat nisbati (8: 2) bo'lgan AFGRM lazeri nafaqat payvand chokining penetratsiyasini 37,0% ga oshirdi, balki g'ovaklikni 17,528% dan 17,524% gacha kamaytirdi. arzon-xarajat va yuqori ishonchli yechim qalin plastinka chuqur kirib boradigan payvandlash sifatini yaxshilash uchun katta imkoniyatlarga ega.
Diagramma tahlilidagi 1-rasmda quvvat nisbati 8:4 bo'lgan bitta erkin shaklli oyna yordamida shakllantirilgandan keyin nurning tarqalishining simulyatsiya qilingan natijalari ko'rsatilgan. Bu shuni ko'rsatadiki, bitta erkin shakldagi oyna lazerni markaziy nurga va halqa shaklidagi nurga- shakllantirishi va tarqalish jarayonida ajralishdan rekombinatsiyaga qadar evolyutsiyaga erishishi, aniq energiya taqsimoti va boshqariladigan nisbatlarga ega bo'lgan fokal mintaqada kompozit nuqta hosil qilishi mumkin. Bu natija nurni shakllantirish tizimining kichik nuqta oʻlchamiga va markaziy{5}}to-periferik energiyani aniq boshqarishga erishishdagi samaradorligini tasdiqlaydi.
1-rasm AFGRM tizimida shakllantirilgandan so'ng nur tarqalishining sxematik simulyatsiyasi: (a) Umumiy lazer tarqalish namunasi (b) 297 mm da nur namunasi: (b1) – (b2) Lazer quvvati zichligini taqsimlash va 297 mm da 3D displey. (c) 300 mm da nur namunasi: (c1)–(c2) Lazer quvvati zichligi taqsimoti va 300 mm da 3D displey.
2-rasmda AFGRM kompozit nurlari va an'anaviy Gauss nurlari bilan qilingan payvand choklarining kesma morfologiyasi- taqqoslanadi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, an'anaviy Gauss nurlari odatdagi V - shaklidagi chok hosil qiladi, umumiy quvvat oshgani sayin penetratsiya chuqurligi sezilarli darajada oshadi. Bundan farqli o'laroq, AFGRM nuri barqaror "T-shaklidagi" chok hosil qiladi, bunda kirish chuqurligi dastlab ortib boradi, keyin esa halqali nurning kuchi ortishi bilan barqarorlashadi va 8:2 quvvat nisbatida maksimal penetratsiyaga erishadi. Ushbu natijalar shuni ko'rsatadiki, AFGRM nurlari markaziy-halqali energiya modulyatsiyasi orqali payvand choki morfologiyasi va penetratsiya chuqurligini sinergik nazorat qilish orqali chuqur{9}}yaxshiroq payvandga erisha oladi.
Shakl 2 An'anaviy Gauss lazeri va AFGRM lazerli payvandlash o'rtasidagi payvand choki morfologiyasini taqqoslash
3-rasmda ko'rsatilgan bo'ylama kesma morfologiyasi payvand choki ichidagi g'ovaklarning taqsimlanish xususiyatlarini intuitiv ravishda aks ettirishi mumkin. An'anaviy Gauss lazerlari bilan taqqoslaganda, AFGRM lazerlari bir xil Gauss rejimi quvvati va umumiy quvvat sharoitida payvand chokidagi teshiklar sonini sezilarli darajada kamaytiradi. Shu bilan birga, lazer quvvatining oshishi bilan an'anaviy Gauss lazerli payvandlashda teshiklarning nisbati pasayish tendentsiyasini ko'rsatadi, bu asosan eritilgan hovuzdagi suyuq metall oqimining kuchayishi bilan bog'liq. Halqali lazerlarning kiritilishi g'ovak hosil bo'lishini yanada bostiradi, bu ularning erigan hovuz dinamikasini va gaz chiqishi uchun sharoitlarni yaxshilashda aniq ustunlikka ega ekanligini ko'rsatadi.
04 Xulosa
Ushbu tadqiqotda bitta erkin shakldagi oynaga asoslangan nurni shakllantirishning yangi usuli-muvaffaqiyatli ishlab chiqildi, bu qalin plastinka lazerli payvandlash uchun samarali va arzon{1}}xarajat yechimini taqdim etdi. Asosiy xulosalar quyidagilardan iborat: 1. Innovatsion dizayn: AFGRM lazer kontseptsiyasi taklif qilingan va tasdiqlangan bo'lib, Gauss va halqa shaklidagi rejimlarni fazoda ajratish va fokus uzunligini bir reflektor orqali mustaqil sozlash. 2. Ishlash samaradorligini oshirish: 16 mm AFsiz po'latni payvandlashda qalinligi 16 mm. (ayniqsa, 8:2 quvvat nisbati bilan) an'anaviy lazerlarga nisbatan penetratsion chuqurlikni 37,0% ga yaxshiladi va g'ovaklikni 98,6% ga kamaytirdi, bu esa payvandlash sifatini sezilarli darajada oshirdi. 3. Qo'llash istiqbollari: Bu texnologiya nafaqat bir vaqtning o'zida bir vaqtning o'zida chuqur kirib borishga erishish muammosini hal qiladi, balki chuqur kirib borish va yuqori sifatga ham ega{{12} reflektorning nisbatan arzonligi va yuqori quvvatga chidamliligi (30kVt) tufayli sanoat ishlab chiqarishida qimmat ARM lazerlari.
