1. لیزر ویلڈنگ کا اصول: مواد کے درمیان تعامل
دھاتی مواد کی لیزر پروسیسنگ بنیادی طور پر فوٹو تھرمل اثر کی تھرمل پروسیسنگ پر مبنی ہے۔ جب لیزر مواد کی سطح کو شعاع کرتا ہے تو، مختلف طاقت کی کثافت کے تحت مواد کی سطح کے علاقے میں مختلف مختلف تبدیلیاں رونما ہوں گی۔ ان تبدیلیوں میں سطح کے درجہ حرارت میں اضافہ، پگھلنا، بخارات بننا، کی ہول کی تشکیل، اور فوٹو انڈسڈ پلازما جنریشن شامل ہیں۔ مزید برآں، مواد کی سطح کے علاقے کی جسمانی حالت میں تبدیلیاں مواد کے ذریعے لیزر کے جذب کو بہت متاثر کرتی ہیں۔ عام طور پر، درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، لیزر میں مواد کے جذب ہونے کی شرح اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ بجلی کی کثافت اور عمل کے وقت میں اضافے کے ساتھ، دھاتی مواد جسمانی حالتوں میں درج ذیل تبدیلیوں سے گزرے گا۔
لیزر ویلڈنگ کا بنیادی حصہ دو ہے: حرارت کی منتقلی اور حرارت کی ترسیل۔ حرارت کی منتقلی گرمی کے منبع، طاقت کی کثافت اور لائن توانائی سے متعلق ہے۔ حرارت کی ترسیل بنیادی طور پر مواد کی گرمی کی کھپت اور حرارت کی منتقلی کی رفتار سے متعلق ہے، جو مواد کی موروثی خصوصیات سے تعلق رکھتی ہے، اور اسے عام طور پر پانی کے ٹھنڈک اور حفاظتی گیس کے بہاؤ کے ذریعے ٹھیک کیا جا سکتا ہے۔ ویلڈنگ کے عمل میں، گرمی کا ذریعہ، بجلی کی کثافت اور لائن توانائی بنیادی طور پر ایڈجسٹ کیا جاتا ہے. عمل کے پیرامیٹرز شامل ہیں: لیزر کور قطر، طاقت، رفتار، defocus اور اسی طرح.
ویلڈنگ کے عمل کی جذب کی شرح کے مطابق لیزر ویلڈنگ کی دو اہم اقسام ہیں۔ ایک ہے تھرمل کنڈکٹیو ویلڈنگ (گہرائی سے چوڑائی کا تناسب <1، سرخ روشنی کی لیزر جذب کی شرح 20% کے اندر، مختلف طول موج میں فرق ہوتا ہے)۔ دوسری گہری رسائی ویلڈنگ ہے (گہرائی سے چوڑائی کا تناسب> 1، جذب کی شرح مواد کے پگھلنے والے تالاب کے جذب کی شرح سے زیادہ ہے، 60٪ سے زیادہ، بنیادی طور پر کی ہول میں لیزر ایک سے زیادہ عکاسی جذب)۔
لیزر تھرمل ترسیل ویلڈنگ:
مختلف لیزر شعاعیں مادی حالت میں مختلف تبدیلیوں کا سبب بنیں گی، جو ویلڈنگ کے عمل میں دو عام ویلڈنگ طریقوں کے طور پر ظاہر ہوتی ہے: لیزر تھرمل چالکتا ویلڈنگ اور لیزر گہری رسائی ویلڈنگ۔ گرمی کی منتقلی کا عمل، ویلڈ بنانے کا طریقہ کار، تکنیکی خصوصیات اور دونوں کی درخواست کی حد بہت مختلف ہے۔
لیزر تھرمل ترسیل ویلڈنگ موڈ:
تھرمل کوندکٹو ویلڈنگ کے دوران، ورک پیس کی سطح پر لیزر کی شعاع رینج 10E4~10E6W/cm کی حد میں ہوتی ہے۔ لیزر توانائی 10 ~ 100m کی سطح کی پرت کی پتلی پرت سے جذب ہوتی ہے، اور سطح کی پرت کی لیزر توانائی تھرمل ترسیل کے ذریعے مواد کے اندرونی حصے میں منتقل ہوتی ہے، اور لیزر کو براہ راست چھوا نہیں جا سکتا۔ لیزر شعاع ریزی کی ایک خاص مدت کے بعد، سطح پگھلنے تک پہنچ جاتی ہے، اور یہ پگھلنے والا آئسوتھرم مواد میں گہرائی تک پھیلتا ہے، اور سطح کا درجہ حرارت مسلسل بڑھتا رہتا ہے۔ تاہم، سب سے زیادہ صرف مواد کے ابلتے ہوئے مقام تک پہنچ سکتا ہے، اور درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، مواد بخارات بن کر گڑھا بن جائے گا۔ مستحکم تھرمل کنڈکشن ویلڈنگ کے عمل کو نقصان پہنچے گا، ویلڈ پول دوہر جائے گا، اور مواد کو جلا دیا جائے گا۔ عام طور پر، تھرمل conductive ویلڈنگ زیادہ تر پتلی چادروں میں استعمال کیا جاتا ہے، اور اس صورت حال کو ختم کرنے کی ضرورت ہے. لیزر بیم اور ورک پیس کی رشتہ دار حرکت کے ساتھ، ایک اتلی اور چوڑی ویلڈ بنتی ہے، جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ ویلڈ کی گہرائی سے چوڑائی کا تناسب چھوٹا ہے، اور ویلڈ کی چوڑائی عام طور پر دخول کی گہرائی سے 2 گنا زیادہ ہوتی ہے۔ مندرجہ ذیل اعداد و شمار ایک عام لیزر تھرمل چالکتا ویلڈنگ ویلڈ کی پروفائل کو ظاہر کرتا ہے، اور ویلڈ کی شکل تقریبا hemispherical ہے.
لیزر گہری رسائی ویلڈنگ:
جب شعاع ریزی 10E7W/cm سے زیادہ ہوتی ہے تو، مواد کی سطح لیزر کی کارروائی کے تحت پگھل جاتی ہے اور بخارات بن جاتی ہے، اور پیدا ہونے والا بخارات کا ریکوئل پریشر پگھلے ہوئے تالاب کو کی ہول بنانے کے لیے نیچے کی طرف متاثر کرتا ہے۔ لائٹ بیم براہ راست کی ہول کے نچلے حصے پر کام کرتی ہے، دھات کو مزید پگھلتی اور بخارات بناتی ہے۔ ہائی پریشر گیس کی ہول کے اندر سے مسلسل پیدا ہوتی ہے اور مسلسل باہر کی طرف پھوٹتی ہے، اس طرح سوراخ مزید گہرا ہوتا ہے۔ شہتیر بھی گہرا اور گہرا جاتا ہے، اور لیزر حرارت کا ذریعہ بھی مواد کے اندر کام کرتا ہے، کی ہول کے اندر سے حرارت کو مواد میں منتقل کرتا ہے تاکہ گہرا گرمی سے متاثرہ زون بن سکے۔ ایک ہی وقت میں، کی ہول پلازما سے بھرا ہوا ہے جو جزوی طور پر اعلی درجہ حرارت کے بخارات سے آئنائز ہوتا ہے، اور کی ہول کے باہر نکلنے کے اوپر پلازما کلاؤڈ کی ایک مخصوص رینج بنتی ہے۔
کی ہول کا اثر لیزر ویلڈنگ کے عمل میں لیزر کو جذب کرنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ کی ہول میں داخل ہونے والی لیزر بیم سوراخ کی دیوار کے متعدد عکاسی کے ذریعے تقریباً مکمل طور پر جذب ہو جاتی ہے۔ جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے، اگر کی ہول ایک مخروطی سطح ہے (∅ کے زاویہ کے ساتھ)، مخروط کے محور کے ساتھ ایک ہلکی شہتیر کا واقعہ کی ہول کے نیچے کی طرف شنک کے ذریعے براہ راست منعکس ہوتا ہے اور اس کی عکاسی ہوتی ہے، جس سے کل کی عکاسی ہوتی ہے۔ 180 ڈگری / ∅ سٹیل کا جذب تقریباً 13 فیصد فی عکاسی ہے۔ جب P=10 ڈگری سیٹ کی جاتی ہے، تو کل جذب 18 انعکاس میں 92% تک پہنچ جاتی ہے، جو کہ 13% کی تھرمل چالکتا کے مقابلے میں بہت بہتر ہوتی ہے۔ تھرمل چالکتا اور گہری پگھلنے کے درمیان فرق عام طور پر میٹالرجیکل پگھلنے کی گہرائی کے مطابق ہے: پگھلنے کی چوڑائی 1 سے زیادہ ہے، جسے گہرا پگھلنا سمجھا جا سکتا ہے، کیونکہ کی ہولز کی ظاہری شکل جذب کی شرح کو بہتر بناتی ہے۔ یہ آسان طریقہ سنگل لیزر ویلڈنگ کے لیے موزوں ہے۔ کمپوزٹ اس فیصلے کے لیے موزوں نہیں ہے، جو کہ عام طور پر گہری دخول والی ویلڈنگ ہے، اور سینٹر بیم کا کی ہول اثر ہوتا ہے۔
2. مختلف بنیادی قطر کے ساتھ لیزر کی ویلڈنگ کا میٹالوگرافک موازنہ
بنیادی طاقت کی کثافت، تھرمل چالکتا ویلڈنگ، گہری رسائی ویلڈنگ کے تصورات، پھر مختلف بنیادی قطروں کی طاقت کی کثافت اور میٹالوگرافک موازنہ تجزیہ کو سمجھنے کے بعد۔ ویلڈنگ کا یہ تجربہ مارکیٹ میں عام لیزر کور قطر کے لیے کیا جاتا ہے۔
پاور کثافت کے نقطہ نظر سے، اسی طاقت کے تحت، بنیادی قطر جتنا باریک ہوگا، لیزر کی چمک جتنی زیادہ ہوگی، توانائی اتنی ہی زیادہ مرتکز ہوگی۔ اگر لیزر کا موازنہ تیز چاقو سے کیا جائے تو لیزر کا بنیادی قطر جتنا چھوٹا ہوگا، اتنا ہی تیز ہوگا۔ 14um کور قطر 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 حساب کی گئی طاقت کی کثافت محض اوسط کثافت ہے۔ توانائی کی اصل تقسیم تقریباً گاوسی ہے، اور مرکزی توانائی اوسطاً بجلی کی کثافت سے کئی گنا زیادہ ہوگی۔
مختلف بنیادی قطر لیزر موازنہ:
(1) تجربے کی رفتار 150mm/s ہے، فوکس پوزیشن ویلڈیڈ ہے، مواد 1 سیریز ایلومینیم، 2mm موٹا ہے۔
(2) بنیادی 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 ریورس اللوائیز پر گہرا دخول کھیلنا آسان نہیں ہوتا ہے، اور گہری رسائی ویلڈنگ کو حاصل کرنے کے لیے زیادہ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے۔
(3) چھوٹے کور لیزر میں اعلی طاقت کی کثافت ہوتی ہے، وہ اعلی توانائی پر مواد کی سطح پر کی ہولز کو تیزی سے پنچ کر سکتا ہے، اور گرمی سے متاثرہ زون چھوٹا ہے، لیکن اسی وقت، ویلڈ کی سطح کھردری ہے، اور اس کا امکان کم رفتار ویلڈنگ پر keyhole گرنا زیادہ ہے۔ ویلڈنگ سائیکل کی ہول کلوزنگ سائیکل لمبا ہے، اور نقائص، پورسٹی اور دیگر نقائص پیدا کرنا آسان ہے، جو تیز رفتار مشینی یا سوئنگ ٹریکٹری کے ساتھ پروسیسنگ کے لیے موزوں ہے۔
(4) بڑی جگہ کی وجہ سے بڑے کور لیزر، اور توانائی زیادہ منتشر ہوتی ہے، جو لیزر کی سطح کو ریمیلٹنگ، کلیڈنگ، اینیلنگ اور دیگر عملوں کے لیے زیادہ موزوں ہے۔
3. سادہ درخواست کا تجزیہ
چھوٹے کور لیزر کے فوائد اور اطلاقات (< 100um)
(1) اعلی الٹا مواد: ایلومینیم، تانبا، سٹینلیس سٹیل، نکل، مولیبڈینم، وغیرہ۔
اعلی الٹا مواد کو ایک چھوٹا کور قطر لیزر منتخب کرنے کی ضرورت ہے۔ ہائی پاور کثافت لیزر بیم مواد کو تیزی سے مائع یا بخارات کی حالت میں گرم کرنے، مواد کی لیزر جذب کی شرح کو بہتر بنانے، اور موثر اور تیز رفتار پروسیسنگ کا احساس کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ بڑے بنیادی قطر کے ساتھ لیزر کا انتخاب کریں، جو آسانی سے زیادہ ردعمل کا باعث بن سکتا ہے، جس کے نتیجے میں ورچوئل ویلڈنگ اور لیزر کو جلانا بھی ممکن ہے۔
(2) کریک حساس مواد: نکل، نکل چڑھایا تانبا، ایلومینیم، سٹینلیس سٹیل، ٹائٹینیم کھوٹ وغیرہ۔
اس مواد کو عام طور پر گرمی سے متاثرہ زون کے سخت کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، ایک چھوٹے پگھلے ہوئے پول کی ضرورت ہوتی ہے، اور چھوٹے کور قطر کے لیزر کا انتخاب زیادہ مناسب ہوتا ہے۔
(3) تیز رفتار لیزر پروسیسنگ:
گہری دخول ویلڈنگ کے لیے تیز رفتار لیزر پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ اعلی توانائی کی کثافت والے لیزر کا انتخاب کرنا ضروری ہے تاکہ اس بات کو یقینی بنایا جاسکے کہ لائن انرجی تیز رفتاری سے مواد کو پگھلانے کے لیے کافی ہے، خاص طور پر اوورلیپ ویلڈنگ، پینیٹریشن ویلڈنگ اور دیگر چھوٹے کور لیزرز کے لیے جس میں زیادہ دخول کی ضرورت ہوتی ہے۔
Advantages and Applications of Large Core Laser (>100um)
بڑے بنیادی قطر، بڑی روشنی کی جگہ، بڑی گرمی کی کوریج کے علاقے، وسیع درخواست کی سطح، اور صرف مواد کی سطح مائکرو پگھلنے کو حاصل کرنے کے لئے. یہ لیزر کلیڈنگ، لیزر ریمیلٹنگ، لیزر اینیلنگ، لیزر ہارڈننگ وغیرہ میں ایپلی کیشن کے لیے بہت موزوں ہے۔ ان علاقوں میں، بڑے دھبوں کا مطلب ہے اعلی پیداواری کارکردگی اور کم نقائص (تھرمل کوندکٹو ویلڈنگ میں تقریباً کوئی خرابی نہیں ہوتی)۔
ویلڈنگ میں، بڑی جگہ بنیادی طور پر جامع ویلڈنگ کے لیے استعمال ہوتی ہے، جو چھوٹے بنیادی قطر کے ساتھ جامع لیزر کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ بڑے ہلکے دھبے مواد کی سطح کو تھوڑا سا پگھلتے ہیں، ٹھوس سے مائع تک، تاکہ لیزر میں مواد کی جذب کی شرح بہت بہتر ہو۔ پھر کیہول کو پنچ کرنے اور دخول کی گہرائی کو پنچ کرنے کے لیے ایک چھوٹے کور قطر کا استعمال کریں۔ اس عمل میں، بڑے روشنی کے دھبوں کی پہلے سے گرم اور پوسٹ پروسیسنگ اور پگھلے ہوئے تالاب کے بڑے درجہ حرارت کے میلان کی وجہ سے، مواد کو تیز حرارتی اور تیز ٹھنڈک کی وجہ سے پیدا ہونے والی دراڑیں نظر آنا آسان نہیں ہے، اور ویلڈ کی ظاہری شکل ہموار ہے۔ . سپلیش سنگل لیزر محلول سے کم ہے۔
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ایک ہائی ٹیک انٹرپرائز ہے جو R&D میں مہارت رکھتا ہے، خودکار لیزر کلیڈنگ مشین، تیز رفتار لیزر کلیڈنگ مشین، لیزر بجھانے والی مشین، لیزر ویلڈنگ مشین اور لیزر 3D پرنٹنگ کے آلات کی تیاری اور فروخت میں مہارت رکھتا ہے۔ ہماری مصنوعات سستی ہیں اور اندرون ملک اور بیرون ملک فروخت ہوتی ہیں۔ اگر آپ ہماری مصنوعات میں دلچسپی رکھتے ہیں، تو براہ کرم ہم سے bob@gshenglaser.com پر رابطہ کریں۔