آلية نقل الطاقة في عملية اللحام بالليزر

1. مدخلات الحرارة

في اللحام بالليزر، يتم تسليم الطاقة في شكل شعاع ليزر مركز. يمتص سطح المعدن هذه الطاقة ويتحول إلى حرارة. كميةمدخلات الحرارةيعتمد على عدة عوامل:

قوة الليزر

سرعة اللحام

تركيز الشعاع

خصائص المواد

تعمل طاقة الليزر الأعلى أو سرعة اللحام الأبطأ على زيادة مدخلات الحرارة، بينما يضمن التركيز الأفضل توصيل طاقة أكثر تركيزًا. تمتص المواد المختلفة طاقة الليزر بشكل مختلف اعتمادًا على انعكاسها وموصليتها الحرارية.

2. تشكيل البركة المنصهرة (بركة اللحام).

عندما يقوم الليزر بتسخين السطح المعدني، فإنه يصل إلى نقطة الانصهار ويشكل أبركة منصهرة. يعتمد شكل وحجم البركة المنصهرة على:

كثافة طاقة الليزر

وقت التعرض

التوصيل الحراري من خلال المواد المحيطة

فيلحام الاختراق العميقتكون كثافة الطاقة عالية جدًا لدرجة أن المعدن يتبخر ويشكل ثقبًا ضيقًا يسمح لليزر بالاختراق بشكل أعمق. فيلحام التوصيل الحراري، والطاقة أقل، ويذوب السطح فقط دون تشكيل ثقب المفتاح.

يتدفق المعدن المنصهر داخل حوض السباحة بسبب التوتر السطحي والجاذبية وضغط الارتداد الناتج عن تبخير المعدن. يعد التحكم المناسب في هذا السلوك الديناميكي أمرًا ضروريًا لتجنب العيوب مثل المسامية أو اللحامات غير المستوية.

3. عملية التصلب

بعد أن يتحرك شعاع الليزر بعيدًا، تتبدد الحرارة، ويبدأ البركة المنصهرة في التبريديصلب. تؤثر عملية التصلب على البنية المجهرية النهائية للحام وقوته ومظهره.

تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على التصلب ما يلي:

معدل التبريد: يمكن أن يؤدي التبريد الأسرع إلى هياكل مجهرية أكثر دقة ولحامات أقوى.

تكوين سبائك: تتصلب العناصر المختلفة عند درجات حرارة مختلفة، مما قد يؤثر على بنية الحبوب.

التدرجات الحرارية: قد يؤدي التبريد غير المتساوي إلى حدوث إجهاد أو تشقق أو تشويه.

يضمن التحكم في مدخلات الحرارة ومعدل التبريد أن يصلب اللحام بسلاسة دون عيوب داخلية.

خاتمة

تتضمن آلية نقل الطاقة في اللحام بالليزر ثلاث مراحل رئيسية: إدخال الحرارة، وتكوين البركة المنصهرة، والتصلب. تلعب كل مرحلة دورًا حيويًا في تحديد جودة اللحام. ومن خلال فهم هذه العمليات والتحكم فيها، يمكن للمصنعين تحقيق لحامات أقوى وأكثر نظافة وأكثر موثوقية.

--رايثر ليزر ليرا تشانغ