بحث حول تكنولوجيا ذوبان اللحام بالليزر

من المناسب استخدام نموذج مصدر حرارة مدمج يتكون من مصدر حرارة جسم غوسي دوار ومصدر حرارة جسم إهليلجي مزدوج لمحاكاة تكوين ثقوب صغيرة في اللحام العميق الذوبان بالليزر لسبائك التيتانيوم بالإضافة إلى مجال سرعة التدفق لـ البركة المنصهرة الملحومة. يمكن أن يعكس نموذج مصدر حرارة الجسم العملية الفيزيائية الأساسية لعملية اللحام بالذوبان العميق بالليزر، ويعكس أيضًا خصائص المحاكاة لطريقة التحكم في الحجم.
في عملية اللحام بالذوبان العميق بالليزر المخترق بالكامل، لا يكون قطر الثقب الصغير حساسًا جدًا لقوة الليزر، بينما تتغير زاوية ميل الثقب الصغير بشكل كبير جدًا مع زيادة سرعة اللحام بالليزر. في ظل حالة ضغط تدفق الهواء المستمر في الثقب الصغير، فإن ضغط التوتر السطحي الناتج عن انحناء السطح الحر للثقب الصغير له علاقة كبيرة بسرعة اللحام. مع زيادة سرعة اللحام، يقل استقرار الثقب الصغير تدريجيًا.
اللحام بالذوبان العميق بالليزر لحوض المنصهر لمعدل تدفق السطح العلوي للحد الأقصى، تلعب قوة Marangoni على سطح المسبح المنصهر لنقل الحرارة الحراري دورًا مهيمنًا. تحت تأثير مصدر الحرارة المتحرك، تطور تدفق المارانجوني من الشكل المتماثل حول مركز التسخين بالليزر إلى شكل شرغوف لاتجاه المحور الطويل لحوض الذوبان الموازي لاتجاه اللحام. في سطح حوض الذوبان لعرض حوض الذوبان بمقدار 1/2 مثل نصف قطر سرعة "الدائرة الافتراضية"، يكون معدل تدفق حوض الذوبان أكبر، وفي هذه الدائرة "الافتراضية"، يتناقص معدل تدفق مائع حوض الذوبان تدريجيًا. داخل حوض اللحام، معدل تدفق السائل أقل بكثير من سطح المسبح، ولكنه أكبر بكثير من قيمة سرعة اللحام. قيمة سرعة تدفق السائل في الجزء الخلفي من حوض الذوبان أكبر من قيمة سرعة التدفق. المعدن داخل بركة الذوبان.
يتوافق شكل وحجم حوض اللحام بشكل جيد مع حجم وموضع دوامة سرعة تدفق حوض الذوبان. دوامة حوض الذوبان هي تدفق مارانجوني وواجهة صلبة-سائلة للارتداد للعمل المشترك للنتائج، والطفو والجاذبية يلعبان دورًا داعمًا فقط. أدى وجود دوامة تدفق سائل حوض السباحة المنصهر إلى تعزيز انتقال الحرارة بالحمل الحراري بشكل كبير بين السائل المعدني عالي الحرارة والسائل البارد، مما يؤثر بشكل مباشر على حجم شكل حوض اللحام.
تعد معلمات جانب اللحام بالذوبان العميق بالليزر الذي ينفخ تدفق الهواء المساعد أحد العوامل الرئيسية لتحديد حجم المنطقة المحمية لحوض اللحام وتقليل تدفق دخان البلازما من انفجار الثقب الصغير. إن زيادة سرعة التدفق بالقرب من تيار دخان البلازما يؤدي إلى تبديد الحرارة بالحمل الحراري، مما يؤدي بدوره إلى زيادة احتمال التراكم بين أيونات البلازما الموجبة والسالبة، وبالتالي تسهيل تحسين جودة اللحام. هناك فرق كبير بين مجال التدفق المكون حيث يكون تيار الغاز المساعد هو الهيليوم ومجال التدفق حيث يكون تيار الغاز المساعد هو الزينون. ومن وجهة نظر حجم المنطقة المحمية، فإن حماية الغاز تتفوق على حماية الغاز.