ما هي العوامل المرتبطة بمعدل استخدام مسحوق الكسوة بالليزر عالي السرعة؟
شهدت تقنية التكسية بالليزر عالي السرعة تطورًا ملحوظًا. ويتواصل السعي لتحسين كفاءة المعالجة وخفض تكلفتها. ولا تزال كيفية مواصلة خفض تكلفة المعالجة محورًا أساسيًا في أبحاث التكسية بالليزر عالي السرعة.
بما أن تكلفة المسحوق تُمثل ما بين 80% و90% من إجمالي تكلفة تكسية الليزر، فإن تحسين معدل استخدام المسحوق يُعدّ مشكلة تقنية بالغة الأهمية في تكسية الليزر عالية السرعة. لذلك، يجب علينا معرفة العوامل المرتبطة بمعدل استخدام المسحوق في تكسية الليزر عالية السرعة. سنناقش هذه العوامل واحدًا تلو الآخر، ونناقش كيفية تحسين معدل استخدام المسحوق في تكسية الليزر عالية السرعة.
(1) حجم البقعة من البركة المنصهرة
العامل الرئيسي المؤثر على معدل استخدام مسحوق التكسية بالليزر عالي السرعة هو حجم بقعة تجمع المنصهر، أي حجم بقعة الليزر الساقطة على سطح الركيزة. بناءً على قوة الليزر، يمكن اختيار بقعة تجمع التكسية بالليزر عالي السرعة بين 1 مم و5 مم. في العمل الفعلي، من الضروري اختيار حجم مناسب لبقعة تجمع اللحام وفقًا لقوة ليزر الجهاز.
إذا كانت بقعة حوض المنصهر صغيرة جدًا ومعدل استخدام المسحوق منخفضًا ؛ إذا كانت بقعة حوض المنصهر كبيرة جدًا ، فإن تسطيح سطح الطلاء ينخفض. يمكن أن يؤدي زيادة بقعة حوض المنصهر إلى تحسين معدل استخدام المسحوق ، ولكن إذا كانت بقعة حوض المنصهر كبيرة جدًا ، فسيتم تقليل تسطيح الطلاء ، وبالتالي فإن عملية الطحن والتلميع اللاحقة ستتسبب أيضًا في إهدار المسحوق. حتى بالنسبة للكسوة بالليزر عالية السرعة ، لا يمكن اعتبار معدل استخدام المسحوق في عملية الكسوة فقط ، ولكن معدل الاستخدام الشامل للمسحوق بعد الطحن والتلميع في عملية الكسوة بأكملها.
(2) قطر فتحة مخرج المسحوق لرأس الكسوة
يُحدد قطر فتحة مخرج المسحوق في رأس الكسوة سُمك تدفق المسحوق. كلما صغرت الفتحة، كان تدفق المسحوق أدق، وكلما كان أدق، كان تشتته أسرع. في العمل الفعلي، يجب اختيار القطر المناسب لفتحة مخرج المسحوق وفقًا لارتفاع الكسوة وحجم بقعة حوض المصهور، وذلك لضمان أن يكون قطر بقعة المسحوق على سطح الركيزة أصغر من قطر بقعة حوض المصهور، وإلا فسيضيع المسحوق الذي يتجاوز حجم بقعة حوض المصهور.
(3) قوة الليزر
يجب أن تكون قوة الليزر كافية لضمان ذوبان المسحوق المتساقط في حوض المنصهر بالكامل. مع ثبات كمية تغذية المسحوق والمعلمات الأخرى، كلما زادت قوة الليزر، زاد معدل استخدام المسحوق.
(4) حجم تغذية المسحوق
عند تحديد قوة الليزر في الجهاز، كلما قلّت كمية تغذية المسحوق، ارتفع معدل استخدام المسحوق. ومع ذلك، فإن تقليل كمية تغذية المسحوق سيؤثر على كفاءة الكسوة. إذا لم تُؤخذ كفاءة الكسوة في الاعتبار، يمكن أن يصل معدل استخدام المسحوق إلى 100% من خلال التحكم في كمية تغذية المسحوق، ولكن هذه الممارسة غير مجدية.
(5) سرعة خطية للكسوة
السرعة الخطية للكسوة الليزرية عالية السرعة أعلى بعدة مرات، بل عشرات المرات، من سرعة الكسوة الليزرية العادية. عندما تكون سرعة الحركة النسبية بين الركيزة أو رأس الكسوة كبيرة، تكون الطاقة الحركية لجزيئات المسحوق على سطح الركيزة كبيرة، مما يؤدي إلى قذف المسحوق بشكل كبير، وينخفض معدل استخدامه. بالإضافة إلى ذلك، عند تحديد قوة الليزر، كلما زادت سرعة الحركة النسبية بين رأس الكسوة والركيزة، انخفضت درجة حرارة حوض المنصهر، وانخفض معدل استخدام المسحوق.
(6) حجم قطعة العمل
مع نفس معايير الكسوة، كلما زاد قطر (حجم) قطعة العمل، انخفض معدل استخدام المسحوق. ويرجع ذلك إلى أن حجم المادة الكبيرة يمتص طاقة الليزر بشكل أكبر، ولا تكون درجة حرارة حوض المنصهر عالية بما يكفي. لذلك، بالنسبة لقطع العمل كبيرة الحجم، من الضروري استخدام معدات كسوة عالية الطاقة لتحسين معدل استخدام المسحوق.
(7) حجم جسيمات المسحوق
يتميز مسحوق الكسوة بالليزر عالي السرعة بفترة تفاعل قصيرة مع الضوء، لذا من الضروري اختيار مسحوق ذي حجم جسيمات مناسب وفقًا لقوة الليزر. ستؤدي جزيئات المسحوق الكبيرة إلى عدم ذوبان المسحوق في وقت محدود، مما يؤدي إلى فقدان رذاذ القذف.
فيما يلي سبعة عوامل رئيسية تؤثر على معدل استخدام مسحوق الكسوة بالليزر عالي السرعة. لتحسين معدل استخدام المسحوق وتقليل تكلفة معالجة الكسوة، من الضروري اختيار المعايير التقنية المناسبة للأجهزة ومعايير معالجة الكسوة وفقًا للظروف الخاصة للمعدات وقطعة العمل.
هنا، يُشدد مجددًا على ضرورة مراعاة معدل استخدام المسحوق في عملية المعالجة بأكملها، وليس معدل استخدام المسحوق في عملية الكسوة البسيطة. قد يصل معدل استخدام المسحوق في الكسوة الليزرية العادية إلى 100%، بينما غالبًا ما يكون معدل استخدام المسحوق الشامل أقل من 50%.
وقت النشر: ٢٤ أغسطس ٢٠٢٢