مختلف بنیادی قطر کے ساتھ لیزرز کے ویلڈنگ اثرات کا موازنہ

لیزر ویلڈنگمسلسل یا پلس لیزر بیم کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے. کے اصوللیزر ویلڈنگگرمی کی ترسیل ویلڈنگ اور لیزر گہری رسائی ویلڈنگ میں تقسیم کیا جا سکتا ہے. جب بجلی کی کثافت 104 ~ 105 W/cm2 سے کم ہو تو یہ گرمی کی ترسیل کی ویلڈنگ ہے۔ اس وقت، رسائی کی گہرائی اتلی ہے اور ویلڈنگ کی رفتار سست ہے؛ جب بجلی کی کثافت 105~107 W/cm2 سے زیادہ ہوتی ہے تو، دھات کی سطح گرمی کی وجہ سے "سوراخ" میں مقعر ہوتی ہے، جس سے گہری رسائی والی ویلڈنگ ہوتی ہے، جس میں تیز رفتار ویلڈنگ کی رفتار اور بڑے پہلو تناسب کی خصوصیات ہوتی ہیں۔ تھرمل ترسیل کا اصوللیزر ویلڈنگیہ ہے: لیزر تابکاری سطح کو گرم کرتی ہے جس پر عملدرآمد کیا جاتا ہے، اور سطح کی حرارت تھرمل ترسیل کے ذریعے اندرونی حصے میں پھیل جاتی ہے۔ لیزر کے پیرامیٹرز جیسے لیزر پلس کی چوڑائی، توانائی، چوٹی کی طاقت، اور تکرار کی فریکوئنسی کو کنٹرول کرکے، ورک پیس کو پگھلا کر ایک مخصوص پگھلا ہوا تالاب بنایا جاتا ہے۔

لیزر گہری رسائی ویلڈنگ عام طور پر مواد کے کنکشن کو مکمل کرنے کے لیے مسلسل لیزر بیم کا استعمال کرتی ہے۔ اس کا میٹالرجیکل جسمانی عمل الیکٹران بیم ویلڈنگ سے بہت ملتا جلتا ہے، یعنی توانائی کی تبدیلی کا طریقہ کار ایک "کی-ہول" کے ڈھانچے کے ذریعے مکمل ہوتا ہے۔

کافی زیادہ طاقت کی کثافت کے ساتھ لیزر شعاع ریزی کے تحت، مواد بخارات بن جاتا ہے اور چھوٹے سوراخ بن جاتے ہیں۔ بخارات سے بھرا ہوا یہ چھوٹا سا سوراخ ایک سیاہ جسم کی طرح ہے، جو واقعہ بیم کی تقریباً تمام توانائی کو جذب کر رہا ہے۔ سوراخ میں توازن کا درجہ حرارت تقریباً 2500 تک پہنچ جاتا ہے۔°C. گرمی زیادہ درجہ حرارت والے سوراخ کی بیرونی دیوار سے منتقل ہوتی ہے، جس کی وجہ سے سوراخ کے ارد گرد موجود دھات پگھل جاتی ہے۔ چھوٹا سوراخ بیم کی شعاع ریزی کے نیچے دیوار کے مواد کے مسلسل بخارات سے پیدا ہونے والی اعلی درجہ حرارت کی بھاپ سے بھرا ہوا ہے۔ چھوٹے سوراخ کی دیواریں پگھلی ہوئی دھات سے گھری ہوئی ہیں، اور مائع دھات ٹھوس مواد سے گھری ہوئی ہے (زیادہ تر روایتی ویلڈنگ کے عمل اور لیزر کنڈکشن ویلڈنگ میں، توانائی کو پہلے ورک پیس کی سطح پر جمع کیا جاتا ہے اور پھر منتقلی کے ذریعے اندرونی حصے تک پہنچایا جاتا ہے۔ )۔ سوراخ کی دیوار کے باہر مائع کا بہاؤ اور دیوار کی تہہ کی سطح کا تناؤ سوراخ کے گہا میں مسلسل پیدا ہونے والے بھاپ کے دباؤ کے ساتھ مرحلے میں ہے اور ایک متحرک توازن برقرار رکھتا ہے۔ روشنی کی بیم مسلسل چھوٹے سوراخ میں داخل ہوتی ہے، اور چھوٹے سوراخ سے باہر کا مواد مسلسل بہہ رہا ہے۔ جیسے جیسے روشنی کی بیم حرکت کرتی ہے، چھوٹا سوراخ ہمیشہ بہاؤ کی مستحکم حالت میں ہوتا ہے۔

کہنے کا مطلب یہ ہے کہ سوراخ کی دیوار کے گرد چھوٹا سوراخ اور پگھلی ہوئی دھات پائلٹ بیم کی آگے کی رفتار کے ساتھ آگے بڑھتے ہیں۔ پگھلی ہوئی دھات چھوٹے سوراخ کو ہٹانے کے بعد باقی رہ جانے والے خلا کو پُر کرتی ہے اور اس کے مطابق گاڑھا ہو جاتی ہے، اور ویلڈ بن جاتا ہے۔ یہ سب اتنی تیزی سے ہوتا ہے کہ ویلڈنگ کی رفتار آسانی سے کئی میٹر فی منٹ تک پہنچ سکتی ہے۔

پاور ڈینسٹی، تھرمل چالکتا ویلڈنگ، اور ڈیپ پینیٹریشن ویلڈنگ کے بنیادی تصورات کو سمجھنے کے بعد، ہم اگلا پاور ڈینسٹی اور مختلف بنیادی قطروں کے میٹالوگرافک مراحل کا تقابلی تجزیہ کریں گے۔

مارکیٹ میں عام لیزر کور قطر کی بنیاد پر ویلڈنگ کے تجربات کا موازنہ:

مختلف بنیادی قطروں والے لیزرز کی فوکل اسپاٹ پوزیشن کی پاور ڈینسٹی

طاقت کی کثافت کے نقطہ نظر سے، اسی طاقت کے تحت، بنیادی قطر جتنا چھوٹا ہوگا، لیزر کی چمک اتنی ہی زیادہ ہوگی اور توانائی اتنی ہی زیادہ مرتکز ہوگی۔ اگر لیزر کا موازنہ تیز چاقو سے کیا جائے، تو بنیادی قطر جتنا چھوٹا ہوگا، لیزر اتنا ہی تیز ہوگا۔ 14um کور قطر کے لیزر کی طاقت کی کثافت 100um کور قطر کے لیزر سے 50 گنا زیادہ ہے، اور پروسیسنگ کی صلاحیت زیادہ مضبوط ہے۔ ایک ہی وقت میں، یہاں بجلی کی کثافت کا حساب صرف ایک سادہ اوسط کثافت ہے۔ اصل توانائی کی تقسیم ایک تخمینی گاوسی تقسیم ہے، اور مرکزی توانائی اوسط پاور کثافت سے کئی گنا زیادہ ہوگی۔

مختلف بنیادی قطروں کے ساتھ لیزر توانائی کی تقسیم کا اسکیمیٹک خاکہ

توانائی کی تقسیم کے خاکے کا رنگ توانائی کی تقسیم ہے۔ رنگ جتنا سرخ ہوگا، توانائی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ سرخ توانائی وہ جگہ ہے جہاں توانائی مرتکز ہوتی ہے۔ مختلف بنیادی قطروں کے ساتھ لیزر بیم کی لیزر توانائی کی تقسیم کے ذریعے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ لیزر بیم کا فرنٹ تیز نہیں ہے اور لیزر بیم تیز ہے۔ ایک نقطہ پر توانائی جتنی چھوٹی، زیادہ مرتکز ہوگی، اتنی ہی تیز اور اس کی گھسنے کی صلاحیت اتنی ہی مضبوط ہوگی۔

مختلف بنیادی قطر کے ساتھ لیزرز کے ویلڈنگ اثرات کا موازنہ

مختلف بنیادی قطر کے ساتھ لیزرز کا موازنہ:

(1) تجربہ 150mm/s کی رفتار، فوکس پوزیشن ویلڈنگ کا استعمال کرتا ہے، اور مواد 1 سیریز ایلومینیم، 2mm موٹا ہے۔

(2) کور کا قطر جتنا بڑا ہوگا، پگھلنے کی چوڑائی اتنی ہی زیادہ ہوگی، گرمی سے متاثرہ زون اتنا ہی بڑا ہوگا، اور یونٹ کی طاقت کی کثافت اتنی ہی کم ہوگی۔ جب کور کا قطر 200um سے زیادہ ہو جاتا ہے، تو ایلومینیم اور تانبے جیسے ہائی ری ایکشن مرکب دھاتوں پر دخول کی گہرائی حاصل کرنا آسان نہیں ہوتا ہے، اور زیادہ گہرائی میں دخول ویلڈنگ صرف ہائی پاور سے ہی حاصل کی جا سکتی ہے۔

(3) چھوٹے کور لیزرز میں زیادہ طاقت کی کثافت ہوتی ہے اور یہ اعلی توانائی اور چھوٹے گرمی سے متاثرہ زون والے مواد کی سطح پر کی ہولز کو تیزی سے پنچ کر سکتے ہیں۔ تاہم، ایک ہی وقت میں، ویلڈ کی سطح کھردری ہے، اور کم رفتار ویلڈنگ کے دوران کی ہول کے گرنے کا امکان زیادہ ہوتا ہے، اور ویلڈنگ سائیکل کے دوران کی ہول بند ہو جاتی ہے۔ سائیکل طویل ہے، اور نقائص جیسے نقائص اور سوراخ ہونے کا خدشہ ہے۔ یہ تیز رفتار پروسیسنگ یا سوئنگ ٹریکٹری کے ساتھ پروسیسنگ کے لیے موزوں ہے۔

(4) بڑے بنیادی قطر کے لیزرز میں روشنی کے بڑے دھبے اور زیادہ منتشر توانائی ہوتی ہے، جو انہیں لیزر کی سطح کو ریمیلٹنگ، کلیڈنگ، اینیلنگ اور دیگر عملوں کے لیے زیادہ موزوں بناتی ہے۔