Лазер гагнуурын нүх сүв нь хатуурсан гагнуурын металл дотор гацсан хийгээр дүүрсэн хоосон зай гэж тодорхойлогддог чухал согог юм. Энэ нь механик бүрэн бүтэн байдал, гагнуурын бат бөх чанар, ядрах хугацааг шууд алдагдуулдаг. Энэхүү гарын авлага нь хамгийн үр дүнтэй бууруулах стратегийг тодорхойлохын тулд дэвшилтэт цацраг хэлбэржүүлэлт болон хиймэл оюун ухаанаар удирддаг процессын хяналтын хамгийн сүүлийн үеийн судалгааны үр дүнгүүдийг багтаасан шууд, шийдлийг нэн тэргүүнд тавьдаг аргыг санал болгож байна.
Сүвэрхэг чанарын шинжилгээ: Шалтгаан ба үр дагавар
Сүвэрхэг чанар нь дан механизмын согог биш; энэ нь хурдан гагнуурын процессын явцад хэд хэдэн ялгаатай физик, химийн үзэгдлээс үүсдэг. Үр дүнтэй урьдчилан сэргийлэхийн тулд эдгээр үндсэн шалтгааныг ойлгох нь чухал юм.
Үндсэн шалтгаанууд
Гадаргуугийн бохирдол:Энэ бол металлургийн сүвэрхэг чанарын хамгийн түгээмэл эх үүсвэр юм. Чийг, тос, тос зэрэг бохирдуулагчид устөрөгчөөр баялаг байдаг. Лазерын хүчтэй энергийн нөлөөгөөр эдгээр нэгдлүүд задарч, хайлсан металл руу элементийн устөрөгчийг шахдаг. Гагнуурын цөөрөм хурдан хөрч, хатуурах үед устөрөгчийн уусах чадвар буурч, уусмалаас шахагдаж, нарийн, бөмбөрцөг хэлбэртэй нүх сүв үүсгэдэг.
Түлхүүрийн нүхний тогтворгүй байдал:Энэ нь процессын сүвэрхэг чанарын гол хөдөлгөгч хүч юм. Тогтвортой цоожны нүх нь бат бөх гагнуурын хувьд зайлшгүй шаардлагатай. Хэрэв процессын параметрүүдийг оновчтой болгохгүй бол (жишээлбэл, гагнуурын хурд нь лазерын хүчинд хэт өндөр байвал) цоожны нүх хэлбэлзэж, тогтворгүй болж, түр зуур нурж болзошгүй. Нуралт бүр нь хайлсан цөөрөмд өндөр даралттай металлын уур болон хамгаалалтын хийн үүрийг барьж, улмаар том, жигд бус хэлбэртэй хоосон зай үүсгэдэг.
Хийн хамгаалалт хангалтгүй байна:Хамгаалалтын хийн зорилго нь хүрээлэн буй орчны агаар мандлыг нүүлгэн шилжүүлэх явдал юм. Хэрэв урсгал хангалтгүй эсвэл хэт их урсгал нь агаарыг татаж буй турбулент байдлыг үүсгэвэл агаар мандлын хийнүүд - голчлон азот ба хүчилтөрөгч - гагнуурыг бохирдуулна. Хүчилтөрөгч нь хайлмал дотор хатуу исэл үүсгэдэг бол азот нь нүх сүв хэлбэрээр баригдаж эсвэл хэврэг нитридийн нэгдэл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хоёулаа гагнуурын бүрэн бүтэн байдлыг алдагдуулдаг.
Хор хөнөөлтэй нөлөө
Механик шинж чанар буурсан:Нүх сүв нь гагнуурын ачаалал даах хөндлөн огтлолын талбайг багасгаж, түүний суналтын бат бэхийг шууд бууруулдаг. Хамгийн чухал нь тэдгээр нь ачааллын дор металлын жигд хуванцар деформацид орохоос сэргийлдэг дотоод хоосон зай болж үйлчилдэг. Материалын тасралтгүй байдлын энэхүү алдагдал нь уян хатан чанарыг мэдэгдэхүйц бууруулж, гагнуурыг илүү хэврэг болгож, гэнэт хугарахад хүргэдэг.
Ядаргаатай амьдрал:Энэ нь ихэвчлэн хамгийн чухал үр дагавар болдог. Нүх сүв, ялангуяа хурц өнцөгтэй нүх сүв нь хүчирхэг стресс төвлөрүүлэгч юм. Эд анги нь мөчлөгийн ачаалалд өртөхөд нүх сүвний ирмэг дээрх стресс нь тухайн хэсгийн нийт стрессээс олон дахин их байж болно. Энэхүү орон нутгийн өндөр стресс нь мөчлөг бүрээр ургадаг бичил хагарлыг өдөөж, материалын нэрлэсэн статик бат бэхээс хамаагүй доогуур ядрах эвдрэлд хүргэдэг.
Зэврэлтэд өртөмтгий байдал нэмэгдэх:Нүх сүв нь гадаргууг хагалах үед ан цавын зэврэлт үүсэх цэг болдог. Нүх сүвний доторх жижигхэн, зогсонги орчин нь хүрээлэн буй гадаргуугаас өөр химийн найрлагатай байдаг. Энэ ялгаа нь орон нутгийн зэврэлтийг эрчимтэй хурдасгадаг электрохимийн эсийг үүсгэдэг.
Алдагдлын замуудыг бий болгох:Батерейны хайрцаг эсвэл вакуум камер гэх мэт герметик битүүмжлэл шаарддаг эд ангиудын хувьд сүвэрхэг байдал нь шууд эвдрэлийн нөхцөл болдог. Дотор талаас гадна гадаргуу хүртэл үргэлжилсэн ганц нүх сүв нь шингэн эсвэл хий гоожих шууд замыг бий болгож, эд ангиудыг ашиглах боломжгүй болгодог.
Нүх сүвэрхэг байдлыг арилгах арга хэмжээ авах боломжтой бууруулах стратегиуд
1. Үндсэн үйл явцын хяналт
Гадаргууг нарийн бэлтгэх
Энэ нь нүх сүвжилтийн гол шалтгаан юм. Гагнуурын өмнө бүх гадаргуу болон дүүргэгч материалыг сайтар цэвэрлэх шаардлагатай.
Уусгагчаар цэвэрлэх:Гагнуурын бүх гадаргууг сайтар цэвэрлэхийн тулд ацетон эсвэл изопропилийн спирт зэрэг уусгагч ашиглана уу. Энэ нь чухал алхам юм, учир нь нүүрсустөрөгчийн бохирдуулагч (тос, өөх тос, зүсэх шингэн) нь лазерын хүчтэй халуунд задарч, хайлсан гагнуурын усан санд шууд устөрөгч шахдаг. Металл хурдан хатуурах үед энэхүү баригдсан хий нь гагнуурын бат бөх чанарыг бууруулдаг нарийн нүх сүвийг үүсгэдэг. Уусгагч нь эдгээр нэгдлүүдийг уусгаж, гагнуурын өмнө бүрэн арчих боломжийг олгодог.
Анхааруулга:Хлоржуулсан уусгагчаас зайлсхий, учир нь тэдгээрийн үлдэгдэл нь аюултай хий болж задарч, хэврэгшлийг үүсгэдэг.
Механик цэвэрлэгээ:Зэвэрдэггүй ганд зориулсан тусгай зэвэрдэггүй ган сойз эсвэл өтгөн ислийг арилгахын тулд карбидын цорго ашиглана уу.зориулагдсанСойз нь хөндлөн бохирдлоос урьдчилан сэргийлэхэд чухал үүрэгтэй; жишээлбэл, зэвэрдэггүй ган дээр нүүрстөрөгчийн ган сойз хэрэглэх нь төмрийн хэсгүүдийг шингээж, дараа нь зэврүүлж, гагнуурыг гэмтээх болно. Зузаан, бат бөх исэлд карбидын цорго шаардлагатай байдаг, учир нь энэ нь давхаргыг физик байдлаар тайрч, доор нь шинэхэн, цэвэр металл ил гаргахад хангалттай түрэмгий байдаг.
Нарийвчлалтай үений дизайн ба бэхэлгээ
Хэт их зай завсартай, муу суурилуулсан холбоосууд нь нүх сүвийн шууд шалтгаан болдог. Цоргоноос урсаж буй хамгаалалтын хий нь зай завсар дотор гацсан агаар мандлыг найдвартай хөдөлгөж чадахгүй тул гагнуурын цөөрөмд орох боломжийг олгодог.
Удирдамж:Зангилааны завсар нь материалын зузааны 10%-иас хэтрэхгүй байх ёстой. Үүнээс хэтэрвэл гагнуурын цөөрөм тогтворгүй болж, хамгаалалтын хий хамгаалахад хүндрэл учруулж, хий хуримтлагдах магадлалыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нөхцлийг хадгалахын тулд нарийн бэхэлгээ хийх нь чухал юм.
Системчилсэн параметрийн оновчлол
Лазерын хүч, гагнуурын хурд болон фокусын байрлалын хоорондын хамаарал нь процессын цонхыг үүсгэдэг. Тогтвортой цоожны нүх гаргаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд энэ цонхыг баталгаажуулах шаардлагатай. Тогтворгүй цоожны нүх нь гагнуурын явцад үе үе нурж, ууршсан металлын бөмбөлөг болон хамгаалалтын хийг барьж чаддаг.
2. Стратегийн хамгаалалтын хийн сонголт ба хяналт
Материалын зөв хий
Аргон (Ар):Нягтрал болон хямд өртөгтэй тул ихэнх материалын инертийн стандарт.
Азот (N2):Хайлмал үе шатанд өндөр уусах чадвартай тул азотын сүвэрхэгжилтээс сэргийлж чаддаг тул олон гангийн хувьд өндөр үр дүнтэй.
Нарийвчлал:Азотоор баяжуулсан хайлшийн хувьд хамгаалалтын хий дэх илүүдэл N2 нь хортой нитридийн тунадасжилт үүсгэж, бат бөх чанарт нөлөөлдөг болохыг саяхны судалгаагаар баталж байна. Болгоомжтой тэнцвэржүүлэх нь маш чухал юм.
Гели (He) болон Ar/He холимог:Зэс, хөнгөн цагаан хайлш зэрэг өндөр дулаан дамжуулалттай материалуудад зайлшгүй шаардлагатай. Гелийн өндөр дулаан дамжуулалт нь илүү халуун, илүү шингэн гагнуурын цөөрөм үүсгэдэг бөгөөд энэ нь хийгүйжүүлэхэд ихээхэн тусалж, дулааны нэвчилтийг сайжруулж, сүвэрхэг чанар болон хайлалтын дутагдалаас урьдчилан сэргийлдэг.
Зөв урсгал ба хамрах хүрээ
Хангалттай урсгал нь гагнуурын цөөрмийг агаар мандлаас хамгаалж чадахгүй. Үүний эсрэгээр, хэт их урсгал нь турбулент байдлыг бий болгодог бөгөөд энэ нь хүрээлэн буй агаарыг идэвхтэй татаж, хамгаалалтын хийтэй хольж, гагнуурыг бохирдуулдаг.
Ердийн урсгалын хурд:Тодорхой хэрэглээнд тохируулсан коаксиаль хошуунд 15-25 литр/мин.
3. Динамик цацрагийн хэлбэржүүлэлт ашиглан дэвшилтэт бууруулах
Хэцүү хэрэглээний хувьд динамик цацраг хэлбэржүүлэх нь хамгийн сүүлийн үеийн техник юм.
Механизм:Энгийн хэлбэлзэл ("сажлах") нь үр дүнтэй байдаг ч сүүлийн үеийн судалгаагаар дэвшилтэт, дугуй бус хэв маягт (жишээ нь, хязгааргүй гогцоо, 8-р зураг) анхаарлаа хандуулж байна. Эдгээр нарийн төвөгтэй хэлбэрүүд нь хайлмал усан сангийн шингэний динамик болон температурын градиентийг илүү сайн хянах боломжийг олгодог бөгөөд түлхүүрийн нүхийг цаашид тогтворжуулж, хий гарахад илүү их хугацаа өгдөг.
Практик анхаарах зүйлс:Динамик цацраг хэлбэржүүлэх системийг хэрэгжүүлэх нь ихээхэн хэмжээний хөрөнгө оруулалт шаарддаг бөгөөд процессын тохиргоонд нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Сүвэрхэг чанарыг хянах нь туйлын чухал өндөр үнэ цэнэтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд үүнийг ашиглахыг зөвтгөхийн тулд зардал-үр ашгийн нарийвчилсан шинжилгээ шаардлагатай.
4. Материалын онцлогт тохирсон бууруулах стратегиуд
Хөнгөн цагаан хайлш:Гидратжуулсан гадаргуугийн ислээс устөрөгчийн сүвэрхэг чанарт өртөмтгий. Хайлмал цөөрмийн шингэнийг нэмэгдүүлэхийн тулд ихэвчлэн гелийн агууламжтай, хүчтэй исэлдэлт болон бага шүүдэр цэгтэй (< -50°C) хамгаалалтын хий шаарддаг.
Цайрдсан ган:Цайрын тэсрэх ууршилт (буцалгах цэг 907°C) нь гол бэрхшээл юм. 0.1-0.2 мм-ийн инженерчлэлийн агааржуулалтын зай нь хамгийн үр дүнтэй стратеги хэвээр байна. Учир нь гангийн хайлах цэг (~1500°C) нь цайрын буцалгах цэгээс хамаагүй өндөр байдаг. Энэ зай нь өндөр даралттай цайрын уурыг зайлуулах чухал замыг бий болгодог.
Титан хайлш:Агаарын тээврийн AWS D17.1 стандартад заасны дагуу хэт их урвалд орох чадвар нь туйлын цэвэр байдал болон өргөн хүрээтэй инертийн хийн хамгаалалт (арын болон хойд бамбай) шаарддаг.
Зэсийн хайлш:Хэт улаан туяаны лазерын дулаан дамжуулалт өндөр, ойлт өндөр байдаг тул маш их бэрхшээлтэй байдаг. Сүвэрхэг чанар нь ихэвчлэн дутуу хайлсан болон баригдсан хийнээс үүдэлтэй байдаг. Бууруулах арга хэмжээ нь өндөр чадлын нягтрал шаарддаг бөгөөд энергийн холболт болон хайлалтын цөөрмийн шингэнийг сайжруулахын тулд гелиэр баялаг хамгаалалтын хий ашигладаг бөгөөд хайлалтыг урьдчилан халаах, удирдахын тулд дэвшилтэт цацрагийн хэлбэрийг ашигладаг.
Шинээр гарч ирж буй технологиуд ба ирээдүйн чиг хандлага
Энэ салбар нь статик хяналтаас давж, динамик, ухаалаг гагнуур руу хурдацтай хөгжиж байна.
Хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг газар дээрх хяналт:Сүүлийн үеийн хамгийн чухал чиг хандлага. Машин сургалтын загварууд нь одоо коаксиаль камер, фотодиод болон акустик мэдрэгчээс бодит цагийн өгөгдлийг шинжилдэг болсон. Эдгээр системүүд нь сүвэрхэгжилтийн эхлэлийг урьдчилан таамаглаж, операторт мэдэгдэх эсвэл дэвшилтэт тохиргоонд согог үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд лазерын параметрүүдийг автоматаар тохируулах боломжтой.
Хэрэгжүүлэлтийн тэмдэглэл:Эдгээр хиймэл оюун ухаанд суурилсан системүүд хүчирхэг хэдий ч мэдрэгч, өгөгдөл цуглуулах техник хангамж, загвар боловсруулахад анхны хөрөнгө оруулалтыг ихээхэн шаарддаг. Эдгээрийн хөрөнгө оруулалтын өгөөж нь эвдрэлийн өртөг маш өндөр байдаг их хэмжээний, чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үйлдвэрлэлд хамгийн өндөр байдаг.
Дүгнэлт
Лазер гагнуурын нүх сүв нь зохицуулж болох согог юм. Цэвэр байдал болон параметрийн хяналтын үндсэн зарчмуудыг динамик цацраг хэлбэржүүлэх, хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг хяналт зэрэг хамгийн сүүлийн үеийн технологиудтай хослуулснаар үйлдвэрлэгчид согоггүй гагнуурыг найдвартай үйлдвэрлэх боломжтой. Гагнуурын чанарын баталгааны ирээдүй нь чанарыг бодит цаг хугацаанд хянаж, тохируулж, баталгаажуулдаг эдгээр ухаалаг системүүдэд оршино.
Түгээмэл асуултууд (Түгээмэл асуултууд)
А1: Лазер гагнуурын нүх сүвжилтийн гол шалтгаан юу вэ?
А: Хамгийн түгээмэл шалтгаан нь гадаргуугийн бохирдол (тос, чийг) бөгөөд энэ нь ууршуулж, устөрөгчийн хийг гагнуурын цөөрөмд оруулдаг.
А2: Хэрхэнto хөнгөн цагаан гагнуурын үед сүвэрхэгжилтээс урьдчилан сэргийлэх үү?
А: Хамгийн чухал алхам бол гагнуурын өмнөх эрчимтэй цэвэрлэгээ бөгөөд ихэвчлэн гели агуулсан өндөр цэвэршилттэй, шүүдэр цэг багатай хамгаалалтын хийтэй хослуулан чийгшүүлсэн хөнгөн цагааны ислийн давхаргыг арилгах явдал юм.
А3: Сүвэрхэг чанар болон шаарны орцын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
А: Сүвэрхэг чанар нь хийн хөндий юм. Шаарны хольц нь баригдсан металл бус хатуу бодис бөгөөд ихэвчлэн түлхүүрийн нүхний горимд лазер гагнууртай холбоогүй боловч тодорхой урсгал эсвэл бохирдсон дүүргэгч материалаар лазер дамжуулалтын гагнуурт тохиолдож болно.
А4: Гангийн нүх сүвийг хамгаалах хамгийн сайн хамгаалалтын хий юу вэ?
А: Аргон түгээмэл байдаг ч азот (N2) нь өндөр уусах чадвараараа олон гангийн хувьд илүү давуу талтай байдаг. Гэсэн хэдий ч зарим дэвшилтэт өндөр бат бэхтэй гангийн хувьд нитрид үүсэх боломжийг үнэлэх шаардлагатай.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 25
