Izplatītie lāzera griešanas defekti un to profilakses stratēģijas

Lai arī lāzera griešana, lai arī ir ļoti precīza, var saskarties ar vairākiem defektiem termiskās dinamikas, materiāla īpašību vai parametru neatbilstību dēļ . Zemāk ir kopīgi defekti un stratēģijas to mazināšanai, sintezē no jaunākajiem pētījumiem un rūpniecības praksēm:

1. siltuma skarta zona (HAZ) un termiskais kropļojums
- Defektu apraksts: Augstas enerģijas lāzera sijas inducē lokalizētu sildīšanu, izraisot mikrostrukturālu izmaiņas (e . g ., fāžu transformācijas) un termiskais spriegums, kas izraisa deformācijas vai samazinātu materiāla stiprību ., piemēram, co₂ Cout Cute, kas ir 500t. .
- profilakses stratēģijas:
- Hibrīda procesa izvēle: izmantojiet abrazīvu ūdensjetu (AWJ) griešanu kritiskām sastāvdaļām, kurām nepieciešama minimāla termiskā ietekme, jo AWJ pilnībā izvairās no HAZ, izmantojot aukstu griešanu .
- Parametru optimizācija: samaziniet lāzera jaudu vai palieliniet griešanas ātrumu, lai ierobežotu siltuma uzkrāšanos . Piemēram, CO₂ lāzera jaudas saglabāšana zem 3 . 8 kW samazina oksidācijas izdedžus un hazas dziļumu.
- Palīdzības gāzes regulēšana: optimizējiet skābekļa vai slāpekļa spiedienu, lai izkliedētu siltumu {. Pētījums parādīja, ka palīdzības gāzes spiediena pielāgošana 0 . 055 MPa samazināja virsmas raupjumu par 23%.

---

2. Virsmas raupjums un oksidācija
- Defektu apraksts: Nevienmērīga kausēšana vai oksidācija griešanas laikā rada raupjas virsmas vai oksīda slāņus, ietekmējot estētiku un funkcionalitāti . lāzera griezuma armox 500T parādīja nelīdzenuma svārstības atkarībā no jaudas un ātruma .}}}}}}}}}}}
- profilakses stratēģijas:
- Dinamiskā parametru vadība: izmantojiet reakcijas virsmas metodoloģiju (RSM), lai modelētu mijiedarbību starp parametriem . Piemēram, palielinot griešanas ātrumu līdz 1400 mm/min ar optimizētu fokusa attālumu samazināja nelīdzenumu līdz 1 . 12 μm (spogulim līdzīga apdare).
- Pēcapstrāde: atdzīvināšana vai mehāniska pulēšana var izlīdzināt virsmas. Augstas temperatūras atdzīvināšana HfO₂-SiO₂ pārklājumiem uzlaboja stohimetriju un samazināja absorbciju, stratēģija, kas ir piemērojama metalizētām virsmām.

---

3. mikroplaisas un porainība
- Defektu apraksts: Ātra dzesēšana materiālos, piemēram, superaloys (e {. g ., gh4099) vai rūdīti tēraudi var izraisīt mikroplaisinājumus, it īpaši piedevu ražošanā (e .} g ., selektīvi proporcionāli vājumu vājumu vājumu iekļūšana) .
- profilakses stratēģijas:
- GH4099 superaloys tieša novecošanās (DA) pēcapstrāde.
- Lāzera parametru pilnveidošana: pielāgojiet enerģijas blīvumu (jaudas/ātruma attiecība), lai nodrošinātu vienmērīgu kausēšanu . LPBF procesiem, reālā laika akustiskā emisijas uzraudzība nosaka kausēšanas kopas anomālijas, iespējojot parametru pielāgojumus .}}

---

4. Dimensiju neprecizitātes
- defektu apraksts: Termiskā izplešanās vai staru kūļa neatbilstība var izraisīt novirzes no dizaina specifikācijām, piemēram, Kerf platuma neatbilstības .
- profilakses stratēģijas:
-Reāllaika uzraudzība: uz attēlu balstītas sistēmas (E . G {., lāzera plankuma ortorektivitāte), lai noteiktu un labotu novirzes . UAV piestiprinātas kameras ar MATLAB analīzi, kas sasniegta precīza plaisu izmēru veidošanas strukturālajās pārbaudēs .}}}}}}}.
-Siju kvalitātes kontrole: izmantojiet deformējamus spoguļus vai fāzes kompensācijas paņēmienus, lai saglabātu staru koherenci {. Pjezoelektriski rīkotās spoguļa sistēma samazināja rentgena rindas plankumus, kas kontrastē ar 0 .} 04, uzlabojot precizitāti.

---

5. izdedžu adhēzija un dross veidojums
-Defektu apraksts: atlikušais izkausētais materiāls atkārtojas grieztās malās, veidojot sārņus vai dross, it īpaši lieljaudas griešanā .
- profilakses stratēģijas:
- ** Palīdzēt gāzes optimizācijai **: Augstāka spiediena slāpeklis efektīvi izmet izkausētu materiālu . AWJ, samazinot novietošanas attālumu līdz 4 mm mazinātu raupjuma tapas, ko izraisa 300 MPa ūdens spiediens .}
-Materiāliem specifiskas pieejas: atstarojošiem materiāliem (e . g ., alumīnijs) Izmantojiet pulsētus lāzerus, lai kontrolētu kausēšanas izmešanu un izvairītos no atkārtotas depoozācijas .

---

Secinājums
Laser cutting defects can be mitigated through a combination of process optimization (e.g., RSM modeling), hybrid techniques (e.g., AWJ for HAZ-sensitive components), and advanced monitoring (e.g., Akustiskās vai uz attēlu balstītas sistēmas) . pēcapstrādes procedūras, piemēram, atkvēlināšana vai tieša novecošanās turpmāka uzlabošanas materiāla īpašības .