Лазерийн боолтын машин ашиглан сул боолтуудыг хэрхэн засварлах вэ?

Лазерын багаж ашиглан цэвэрлэх үед сул зууралтын үндсэн шалтгааныг тодорхойлох

Ашиглах үед лазертай хайгуулын машин , зууралт хугарах шалтгааныг тодорхойлох нь гарцыг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой. Сул холболтууд нь инженерүүдийн системтэйгээр шийдвэрлэх ёстой дөрвөн урьдчилан сэргийлж болох асуудлаас үүсдэг.

Хөвмөл ба хийн баригдсан байдал: Зууралт хугарах гол шалтгаан

Баригдсан хийн пузырцууд нь цоорхойт цэвэрлэлийг үүсгэж, хуванцар хайлшийн бүтцийн бат бэхийг 40%-иар бууруулдаг (2023 оны Материалын цэвэрлэлийн судалгаа). Энэ нь хамгаалагч хийн урсгал тогтвортой бус эсвэл чийгшил мэт бохирдлын уурших үед цуурцарлагдсан ган дээр устөрөгчийн хөндий үүсч, стресс дор жигд бус хугарал үүсгэхэд хүргэдэг.

Гадаргуугийн бохирдлын цэвэрлэлийн хүчинд үзүүлэх нөлөө

5 микрон зузаан оксид, тос эсвэл тоосны давхаргууд лазерын энерги шингээхийг хямралтанд оруулдаг. 2024 оны шинжилгээ нь зөв цэвэрлэгээ хийгдээгүй титаны гадаргуун дээрх найралт нь зөв цэвэрлэсэн найралтаас 28% бага хуваарьтай байхыг илрүүлсэн. Эдгээр эрсдэлийг арилгах зорилгоор үйлдвэрлэлд ацетоныг арчих болон лазерийн абляци зэрэг аргуудыг амжилттай хэрэглэдэг.

Найралтын загварын дутагдал ба муу налалт нь сул найралтад хүргэдэг

Таарах ирмэгүүдийн тохироогүй байдал эсвэл хэт их зай (0.2 мм-с их) лазерын цацрагийг материалуудыг нийлүүлэхийн оронд тэжээхийг хүчтэй болгодог бөгөөд энэ нь жигд бус халах, хүчдэлийн концентрацын цэгүүдийг үүсгэдэг. Саяхны судалгааны жишээнд авто машины цахилгаан хангамжийн хайрцгийн давтан ачааллын 90%-ийг 30% давхардаж хийсэн тагтны найралтаар арилгасан байна.

Лазерийн найралт хийх үед хангалтгүй бэхэлгээ ба зайг хянах чадварын дутагдал

Нарийвчлалын хэрэгсэл нь байрлалын алдааг 75%-иар бууруулдаг бол цахилгаан замын хэмжээг бодит цагт хянах систем нь бултуургах үе шатанд лазерын фокусыг автоматаар тохируулдаг.

Хамгийн их хүчийг олгохын тулд лазер бултуургах машиний параметрүүдийг оновчтой болгох

Материалын нийцэдэлтэй байхын тулд лазерын чадлыг ба пульсын давтамжийг тохируулах

Лазерийн боолтыг зөв хийх нь цахилгаан болон импульсын тохиргоог зөв тавихаас эхэлдэг. 2023 оны сүүлийн үеийн судалгаа 0.7 мм хэрэгтэй цэвэрхэн ган ашиглах үед сонирхолтой зүйлийг харуулсан. Боолтын үед цахилгааны хүчийг ойролцоогоор 1750 Вт-д, импульсыг 9 Гц-д тохируулахад үүссэн холболтууд нь бага тохиргоотой харьцуулахад 34% илүү хүчтэй байсан. Гэсэн хэдий ч энд онцгой цэг байдаг. 1800 Вт-аас дээш өсгөхөд металл шатах нь биш харин уур болон хувирч, боолт сайн болохгүй. 1670 Вт-аас доош бууруулахад боолт бүрэн нэгдэхгүй. Импульсын үргэлжлэх хугацаа чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Импульсын үргэлжлэх хугацааг 6 миллисекундээс ойролцоогоор 10 мс хүртэл сунгах нь нарийн цонхины металлыг хайлгахгүйгээр илүү их энергийг деталь руу дамжуулдаг.

Боолтын хурд болон дулаан орлогыг тэнцвэржүүлж, доголдол үүсэхээс сэргийлэх

Орчин үеийн лазерын багаж хэрэгсэл 25 жоуль/мм-ээс доош хэмжээний дулаан оруулах үед бараг гажалтгүй нягт наалт үүсгэж чаддаг. Гол нь хурдыг зөв тохируулах явдал юм. Үйлдвэрийн туршилтууд нь 2 мм нүүрстөрөгчийн болорын хувьд секундэд ойролцоогоор 3.5 инч (90 мм/с), 2.2 киловаттын чадалтай ажиллахад ойролцоогоор 1.8 мм-ийн сайн нэвтрэлттэй байдагийг тогтоожээ. Харин 4 инч/с (100 мм/с)-ээс хурдан ажиллавал хүйтэн давхардлын асуудал үүсэх бол, 2 инч/с (50 мм/с)-ээс удаан ажиллавал хайрцагнууд хэлбэрээ алддаг. Сайн мэдээ нь шинэ загварын системүүд бодит цагт дулааны сенсоруудтай бөгөөд үргэлжилж буй буллууртын үед операторууд параметрүүдийг ойролцоогоор аравны нэг секундын дотор шууд тохируулж чаддаг.

Тогтвортой үр дүнгийн тулд туяаны нарийн фокус болон цэгийн диаметрийг тохируулах

Янз бүрийн зузааны материал ашиглан ажиллах үедээ тогтвортой цавуургалт хийхийн тулд цацрагийн фокусын цэг нь дээр доороо ойролцоогоор 0.15 мм-ийн дотор байх ёстой. 0.5 мм-ийн цахиур хаяг, шиг шинэхэн зузаан багатай материалтай ажиллах үед цэгийн хэмжээг ойролцоогоор 0.2 мм хүртэл багасгах нь энерги илүү сайн төвлөрөхөд тусалдаг. Гэхдээ 4 мм зэвсгийн холболт шиг илүү зузаан материалтай ажиллах үед цэгийг ойролцоогоор 0.5 мм хүртэл томруулах нь дулааныг илүү жигд тархуулдаг. Энэ үед цацрагийг ойролцоогоор 98% нэгэн төрлийн болгох чадвартай болсон дэвшилтэт коллиматор линзүүд маш сайн ажиллаж эхэлсэн. Энэ нь цавуурын хэлбэрт ихээхэн асуудал учруулдаг саад болох халуун цэгүүдийг үгүй болгодог. Мөн автомжуулсан Z-тэнхлэгийн нөхөлтийн системтэй хослуулбал энэ тохируулга вертикаль цавуургалтын үед цавуургалтын шүлсийг бараг гуравны хоёроор бууруулдаг. Чанарын хяналт хамгийн чухал байдаг үйлдвэрлэлийн орчинд энэ нь маш их ялгааг гаргадаг.

Холболтын бэлтгэл болон гадаргуугийн цэврийг хангах

Хүчтэй, найдвартай лазерын цавуургалт хийхэд холболтын загварчлалын сайн аргачлал

Нийлүүлэгийн үр дүнтэй загварчлал нь материалын зузаан ба дулаан дамжуулах чадварыг ойлгоос эхэлдэг. лазертай хайгуулын машин ийм тохиолдолд V хэлбэртэй болон тэгш толгойн нийлүүлэгийн ирмэгийг боловсруулах арга замууд нь муу загварчилсан холболтуудтай харьцуулахад нэвтрэх гүнд 15–20%-иар сайжруулдаг (Materials Processing Судалгааны Сэтгүүл, 2024). Гол анхаарах зүйлс дотор:

• Нийлүүлэгийн зайг ≤0.1 мм-ээс хэтрэхгүй байлгаж, бүрэн цавууралтыг хангах
• Ачааллын шаардлагад суурилж нийлүүлгийн геометрийг (давхар, толгой толгой, эсвэл ирмэг) сонгох
• Давталттай боолтын чанарыг хангахын тулд CNC-машинжуулалт ашиглах

Ислийн давхар ба бохирдлыг арилгах гадаргуугийн цэвэрлэх арга техник

Тос, исэл, бохир зэрэг бохирдуулагчид нь боолтын хүчийг судалгаагаар үзүүлснээр хүртэл 35%-иар бууруулдаг. 2024 онд Гэрлийн Лазерийн Материал Боловсруулах судалгаа чухал цэвэрлэх аргуудад дараахь зүйлс орно:

Цэвэрлэсний дараах гадаргуугийн нарийн чанар (Ra ≤ 3.2 µm) нь лазерыг тогтвортой шингээхэд маш чухал юм.

Галт таслахаас өмнө тохирох байршил болон зохицуулалтыг хангах

0.25 мм-ээс их зөрүү нь тохиолдлын 60%-д тэгш хэмийн алдагдалтай бөөм болон бүрэн бус нэгдэлтийг үүсгэдэг. Дараах зүйлийг хангахын тулд бодит цагт лазерийн шилжилтийн сенсор эсвэл нарийвчлалтай барих төхөөрөмжийг ашиглана уу:

• Барих үед өнцгийн деформац <1°
• Тогтмол даралт тараах (±5% хэлбэлзэл)
• Гулсны замын дагуу завсрын нэгтгэл 0.05 мм-д багтах

Зөв тохируулга нь автомашин үйлдвэрлэлийн лазерын гулсны хэрэглээнд гулсны дараах дахин ажиллах хэмжээг 40%-иар бууруулдаг (Automotive Manufacturing Solutions, 2023).

Гулсны чанарыг сайжруулахын тулд хамгаалагч хийг үр дүнтэй ашиглах

Тохиромжтой хамгаалагч хийг (Аргон, Гели, CO2) сонгох ба урсгалын хурд

Лазерийн боолтын үед ашигладаг хийгийн сонголт нь боолтын агуулахыг хэрхэн сайн хамгаалах, материалд хэр гүн хүрэхэд шууд нөлөөлдөг. Аргон хий нь титан зэрэг идэвхтэй металлуудыг агаартай урвалд орохоос сэргийлэх тогтвортой орчинг бий болгодог тул маш сайн ажилладаг. Нөгөө талаас, гелий хий нь дулаан дамжуулах чадвар сайтай байдгаараа зузаан цагаан тугалган хэсгүүдийг боох үед өнгөрсөн жилийн саяхан гаргасан судалгаагаар 25-40 хувийн илүү гүн зузаан нэгдэлтэд хүрэх боломжийг олгодог. Гэхдээ нүүрстөрөгчтэй сталийг боох үед ихэнх үйлдвэрүүд илүү их зардал гаргахгүйгээр исэлдэлтийг сайн тэмцэж чаддаг CO₂ хольдосыг ашигладаг. Гэхдээ хийн урсгалын хурдыг яг тохируулах нь маш чухал юм. Олон төрлийн үйлдвэрийн тестүүдийн үзүүлснээр хийг минутанд 15-20 литр хэмжээтэй урсгахад буруу тохируулга хийх үеийнхээс харьцуулахад боолтын дотор пузыр үүсэхийг ойролцоогоор гуравны хоёроор бууруулдаг. Мөн турбулентцийг зогсоох талаар мартаагүй байх хэрэгтэй. Савхны хэмжээ энд ихээхэн чухал. Нийлмэл холболтуудтай ажиллах үед 6-8 мм хэмжээтэй жижиг савхнууд нь ерөнхийдөө илүү сайн хамрах боломжийг олгодог.

Исэлдэлт, цоорхойг багасгахын тулд бүрэн хамрыг хангах

Хамгаалах хий нь бүтнээрээ нэгдэлтийн бүсийг хамрахгүй болохоор шүр амьсгалын цэвэршилт чухал байдаг хэрэглээнүүд дээр, жишээ нь анагаах ухааны багаж хэрэгсэл үйлдвэрлэх үед, бүх нэгдэлтийн гэмтлийн ойролцоогоор гурван дөрөвний нь шалтгаан болдог. Илүү сайн үр дүн гаргахын тулд ихэнх мэргэжилтнүүд нэгдэлт явагдах цэгээс хамаарч тунамал урсгалын савхийг тус бүр зургаан хүртэл хорин градусын өнцөгт байрлуулахыг зөвлөдөг. Энэ нь зарим нэрийдэж 'хийн завсар' гэж нэрлэдэг бөгөөд процессийн үеэр хайлсан металл хамгаална. Хоорондоо давхардсан зүсэлтүүд дээр ажиллах үед техникчид эдгээр нөхцөлд хий илүү их тархдаг тул хийн урсгалын хурдыг ойролцоогоор арав хүртэл таван хувиар нэмэгдүүлэх шаардлагатай гэж олж мэддэг. Нэгдэлт хийсний дараа юу болохыг судлахад нэгдэлтийн материалтай харьцуулахад савхны оройг ойролцоогоор таван мм-ээс найман мм хүртэл зайтай байлгах нь исэлдэлтээс хамгаалахад хамгийн тохиромжтой байдаг бөгөөд мөн бүтээгдэхүүнд наалдсан бетоний хэмжээг багасгадаг. Жишээ нь автомашин болон цахилгаан баттерейн хайрцаг шиг чухал хэрэглээнүүдийн хувьд хийн урсгалыг бодит цагт хянах систем суулгах нь ухlaалаг. Эдгээр систем нь урсгалын хэлбэлзэл нь хувиар нь таван хувиас давах үед барьж чаддаг бөгөөд үйлдвэрийн шугам дээр нэгдэлтийн дутагдал гарах эхлэл болдог.

Шүдэлтийн бат бөх байдлыг шалгах, туршилтаар шалгалт хийх

Сул болсон шүдэлтийн бүсийг илрүүлэхийн тулд хийгдэх эвгүй туршилтын аргууд

Хиймэлдүү бус шинжилгээний аргыг ашигласнаар бүрэхийн найдвартай байдлыг хадгалж, деталуудын ажиллагаанд хохирол учруулахгүй байж болно. Дууны долгион ашиглан гадаргуугийн доорх 0.05 мм зузаан трещиныг ч тодорхойлох боломжтой. Харин рентген зураглалаар материал доторх эзлэхүүний 3%-с дээш эзлэх агаарын хөндийг илрүүлж болно. Эдгээр тоонууд нь онгоц, анагаахын багаж төхөөрөмжид ашигладаг лазерын бүрээний тоног төхөөрөмжийн хувьд маш чухал юм. Салбарын тайлангуудын мэдээлснээр бүрээний 10-н 9 ойролцоох доголдол жижиг асуудлуудыг цаг алдалгүй илрүүлээгүйгээс үүдэлтэй байдаг. Үйлдвэрийн стандартын зааврын дагуу зөв NDT арга хэмжээ авбал эдгээр асуудлын ихэнхийг үйлдвэрлэлийн шугам дээр томоохон асуудал болохоос өмнө саатуулж болно.

2024 оны ЭТТ институтын судалгаа нь харуулсан байна:

• Гелийн хэвийн туршилт герметик лазерийн шүдэлтийн таглалтын 98%-ийг илрүүлдэг
• Дулааны зураглал 0.2 секундын мөчлөгт дулааны нөлөөт бүсийн жигд бус байдлыг тодорхойлдог
• Цахилгаан дамжуулагч хайлшуудын гадаргуугийн гажиг илрүүлэхэд цахилгаан эргэлтийн систем 99.7% нарийвчлалд хүрдэг.

Гэрээний дараах үнэлгээнд үндэслэн засварлах арга хэмжээг хэрэгжүүлэх

Гэрээний гажигийн системтэй шинжилгээ нь тасралтгүй сайжруулалтыг хөтлөнө. Хэт авианы шинжилгээ сул холболтуудыг илрүүлсэн тохиолдолд — 2023 оны ASNT-ийн мэдээллээр титан лазерын гэрээний 18% -д энэ нь түгээмэл тохиолддог — дараах зүйлийг тохируулна:

1. Импульсын үргэлжлэх хугацаа (бүрэн нэгдэлтийг хадгалахын тулд ≤3 мс байхаар хадгална)
2. Хамгаалагч хийн урсгалын хурд (исэлдэлтийг саатуулахын тулд >25 л/мин)
3. Цацрагийн фокус (нийтлэг нэвтрэлтийг хадгалахын тулд ±0.1 мм-ийн дутагдал)

Америкийн хяналтгүй шалгалтын нийгэмлэгийн мэдээлснээр бодит цагт хяналт тавих системүүдийг автомжуулсан параметрийн тохируулгын аргачламжтай хослуулбал дахин ажиллах зардлыг 62% -иар бууруулдаг.

Түгээмэл асуултууд (FAQ)

Лазерээр гэрэх үед сул гэрээний гол шалтгаан юу вэ?

Лазерээр гэрэх үед сул гэрээ үүсгэх гол шалтгаануудад хөндий болон хийн бап, гадаргуугийн бохирдол, холболтын загварын дутагдал, бэхлэлт ба зайг хянах боломжийн дутагдал орно.

Би лазерээр гэрэх үед гэрээний хүчийг хэрхэн сайжруулах вэ?

Гэрлийн хүч ба импульсын давтамжийг оновчтой болгох, бултуургын хурд ба дулаан орцоог тохируулах, холболтын бэлтгэл ба гадаргуугийн цэврийг хангах, мөн тохиромжтой хамгаалагч хийг үр дүнтэй ашиглах замаар бултуургын хүчийг сайжруулж болно.

Бултуургын шалгалтанд ашиглагдаж болох эвгүй шалгалтын аргууд юу вэ?

Хэрэглээний эвгүй шалгалтын аргуудад дууны долгионгийн шалгалт, рентген шинжилгээ, гелийн нэвтрэлтийн шалгалт, дулааны зураглал, мөн вихревой (эргэлтийн гүйдлийн) системүүд орно.