Chapter 13Laser WeldingPROCESSLaser

Chapter 13Laser WeldingPROCESSLaser welding is a new process currently being developed, in which a high intensity laser beam is used to increase the temperature at the joint interface of thermoplastic materials to or above the melt temperature. The molten plastics cool and solidify, forming a weld. Lasers are commonly used to weld metals and to cut plastic sheet materials precisely and rapidly. [567]Carbon dioxide (CO2) and Nd-YAG (neodymium ions in a medium of yttrium aluminum garnet) lasers are predominantly used in industrial applications. CO2 lasers emit radiation at wavelengths of 9.2 to 10.8 m, with the strongest emission at 10.6 m, and range in power from 30 W to 40 kW. The laser beam is transmitted through air, reflected from mirrors, and focused using ZnSe lenses. In the Nd-YAG laser, flashlamps excite Nd * ions in a solid crystal rod, resulting in radiation with the strongest emission at a wavelength of 1.06 m The short-wavelength beam is transmitted through a fiber optic beam delivery system, and power ranges from 30 W to 2 kW. Lasers can generate radiation continuously (continuous wave), or light may be emitted in short bursts of microsecond or millisecond duration (pulsed); pulsed lasers are useful when overheating of the material is a problem. CO2 lasers generally operate in a pulsed mode, while either pulsed or continuous wave modes can be used with Nd-YAG lasers. [567, 604]In laser welding, parts being joined are clamped onto a moving table. Pressure can be applied throughout the process or may only be applied after heating is terminated. In the presence of a shielding gas, the high intensity laser beam travels at high speed across the weld interface of the parts being joined, cutting the weld interface and homogeneously heating the weld area. The diameter of the dot-like laser beam correspondsapproximately to the wall thickness of the parts being joined. The beam causes heating that is localized near the joint interface that can rapidly result in melting, degradation, and vaporization of the polymer in the weld interface. Degraded material in the joint interface, which has a negative effect on joint strength, is pushed out of the weld due to external pressure, forming flash on the top and bottom surfaces, and is vaporized due to the high intensity beam. To avoid material degradation, accurate temperature measurement of the weld surfaces and temperature control by varying laser strength is essential. Molten polymer adjacent to the degraded weld interface reaches temperatures up to the degradation temperature of the material. Molten material flows together at the joint interface and forms a weld after cooling is complete. [568, 603].Radiation reaching the joint surface can be reflected, transmitted, or absorbed. Reflected radiation hits the part surface and bounces off, while transmitted radiation travels through the part unaffected. Reflection from all plastics is low (5-10%). Laser radiation can be absorbed at the surface of the material or can penetrate to various depths depending on the wavelength of the incident beam and the amount and type of pigment, filler, or reinforcing additives in the plastic material. Absorption results in heat generation within the plastic. The spatial distribution of the heat is described by the Bouger Lambert law of absorption:I(z) = 1(2-0) e Kzin which I(z) is the radiation intensity at point z located at a particular depth in the plastic, and I(20) is the radiation intensity at the surface. The absorption constant K is defined as the reciprocal of the penetration depth at which the radiation intensity has fallen to 1/e of its original value. Radiation intensity decreases exponentially with

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทที่ 13
เชื่อมเลเซอร์
กระบวนการ
เชื่อมเลเซอร์เป็นกระบวนการใหม่ในขณะนี้ได้รับการพัฒนาซึ่งในลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงจะใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิที่อินเตอร์เฟซที่ร่วมกันของวัสดุเทอร์โมไปหรือสูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลว พลาสติกหลอมเหลวเย็นและแข็งขึ้นรูปเชื่อม เลเซอร์มักใช้ในการเชื่อมโลหะและตัดวัสดุแผ่นพลาสติกได้อย่างแม่นยำและอย่างรวดเร็ว [567]
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และ ND-YAG (ไอออนนีโอดิเมียมในสื่อของอิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมน) ที่มีการใช้เลเซอร์ส่วนใหญ่ในงานอุตสาหกรรม เลเซอร์ CO2 ปล่อยรังสีในช่วงความยาวคลื่นของ 9.2-10.8 เมตรกับการปล่อยก๊าซที่แข็งแกร่งที่ 10.6 เมตรและช่วงที่อยู่ในอำนาจตั้งแต่ 30 W ถึง 40 กิโลวัตต์ ลำแสงเลเซอร์จะถูกส่งผ่านอากาศสะท้อนจากกระจกและมุ่งเน้นการใช้เลนส์ ZnSe ในเลเซอร์ Nd-YAG, flashlamps Excite Nd * ไอออนในแท่งผลึกของแข็งที่มีผลในการฉายรังสีที่มีการปล่อยก๊าซที่แข็งแกร่งที่สุดที่ความยาวคลื่น 1.06 เมตรคานความยาวคลื่นสั้นจะถูกส่งผ่านใยแก้วนำระบบการจัดส่งลำแสงแก้วนำแสงและช่วงอำนาจจาก 30 W 2 กิโลวัตต์ เลเซอร์สามารถสร้างรังสีอย่างต่อเนื่อง (คลื่นอย่างต่อเนื่อง) หรือแสงอาจถูกปล่อยออกมาในระเบิดสั้นหรือระยะเวลามิลลิมิลลิวินาที (ชีพจร); เลเซอร์ชีพจรจะมีประโยชน์เมื่อความร้อนสูงเกินไปของวัสดุที่เป็นปัญหา เลเซอร์ CO2 ทั่วไปทำงานในโหมดชีพจรในขณะที่ทั้งชีพจรหรือต่อเนื่องโหมดคลื่นสามารถใช้กับเลเซอร์ Nd-YAG [567, 604]
ในการเชื่อมเลเซอร์, ชิ้นส่วนถูกเข้าร่วมจะถูกบีบลงบนโต๊ะย้าย ความดันสามารถนำมาใช้ตลอดทั้งกระบวนการหรืออาจจะถูกนำมาใช้หลังจากความร้อนถูกยกเลิก ในการปรากฏตัวของก๊าซป้องกันที่ลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงเดินทางที่ความเร็วสูงทั่วอินเตอร์เฟซที่เชื่อมของชิ้นส่วนที่มีการเข้าร่วมตัดอินเตอร์เฟซที่เชื่อมเป็นเนื้อเดียวกันและความร้อนบริเวณรอยเชื่อม เส้นผ่าศูนย์กลางของจุดเหมือนสอดคล้องลำแสงเลเซอร์
ประมาณความหนาของผนังของชิ้นส่วนที่มีการเข้าร่วม ลำแสงทำให้เกิดความร้อนที่เป็นภาษาท้องถิ่นที่อยู่ใกล้กับอินเตอร์เฟซที่ร่วมทุนที่รวดเร็วได้ผลในการละลายการย่อยสลายและกลายเป็นไอของพอลิเมอในอินเตอร์เฟซที่เชื่อม วัสดุที่เสื่อมโทรมในอินเตอร์เฟซที่ร่วมกันซึ่งมีผลกระทบต่อความแข็งแกร่งร่วมกันจะถูกผลักออกจากการเชื่อมเนื่องจากความดันภายนอกรูปแฟลชด้านบนและด้านล่างพื้นผิวและระเหยเนื่องจากแสงความเข้มสูง เพื่อหลีกเลี่ยงการย่อยสลายวัสดุการวัดอุณหภูมิที่ถูกต้องของพื้นผิวการเชื่อมและการควบคุมอุณหภูมิที่แตกต่างกันโดยความแรงของเลเซอร์เป็นสิ่งจำเป็น ลิเมอร์หลอมเหลวที่อยู่ติดกับอินเตอร์เฟซที่เชื่อมเสื่อมโทรมถึงอุณหภูมิที่สูงถึงอุณหภูมิการสลายตัวของวัสดุ วัสดุหลอมเหลวไหลมารวมกันที่อินเตอร์เฟซที่ร่วมกันและรูปแบบการเชื่อมหลังจากเย็นเสร็จสมบูรณ์ [568, 603]

รังสีถึงพื้นผิวร่วมกันสามารถสะท้อนส่งต่อหรือถูกดูดซึม รังสีสะท้อนให้เห็นถึงความนิยมของพื้นผิวส่วนและกระเด้งออกมาในขณะที่การฉายรังสีส่งเดินทางผ่านส่วนหนึ่งได้รับผลกระทบ สะท้อนจากพลาสติกทั้งหมดอยู่ในระดับต่ำ (5-10%) รังสีเลเซอร์สามารถดูดซึมที่พื้นผิวของวัสดุหรือสามารถเจาะลึกต่างๆขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นและปริมาณและชนิดของเม็ดสี, ฟิลเลอร์หรือสารเติมแต่งเสริมในวัสดุพลาสติก ผลการดูดซึมในการสร้างความร้อนภายในพลาสติก การกระจายของความร้อนที่มีการอธิบายโดยกฎหมาย bouger แลมเบิร์ของการดูดซึม:
I (z) = 1 (2-0) จ Kz
ที่ฉัน (z) คือความเข้มของรังสีที่ Z จุดอยู่ที่ระดับความลึกโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพลาสติกและผม (20) คือความเข้มของรังสีที่พื้นผิว การดูดซึมคง K ถูกกำหนดให้เป็นซึ่งกันและกันของความลึกเจาะที่ความเข้มของรังสีได้ลดลงไป 1 / E ของค่าเดิม ความเข้มของรังสีลดลงชี้แจงกับ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทที่13
เชื่อมเลเซอร์
ประมวล ผล
เชื่อมเลเซอร์เป็นกระบวนการใหม่ที่กำลังพัฒนาอยู่ในที่ที่มีความเข้มสูงลำแสงเลเซอร์จะใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิที่อินเตอร์เฟซร่วมของวัสดุเทอร์โมหรือสูงกว่าอุณหภูมิละลาย พลาสติกหลอมเหลวเย็นและแข็ง, ขึ้นรูปเชื่อม. เลเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปในการเชื่อมโลหะและการตัดวัสดุแผ่นพลาสติกอย่างแม่นยำและรวดเร็ว [๕๖๗]
คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และ YAG (นีโอดิเมียมไอออนในสื่อของการอลูมิเนียมโกเมน) ที่ใช้ในการใช้งานในอุตสาหกรรม เลเซอร์ CO2 ปล่อยรังสีที่ความยาวคลื่นของ๙.๒ถึง๑๐.๘เมตร, มีการปล่อยที่แข็งแกร่งที่๑๐.๖ m, และช่วงในอำนาจจาก 30 W ถึง๔๐ kW. ลำแสงเลเซอร์จะถูกส่งผ่านทางอากาศสะท้อนจากกระจกและโฟกัสโดยใช้เลนส์ ZnSe ใน YAG เลเซอร์, flashlamps ตื่นเต้น Nd * ไอออนในก้านผลึกที่เป็นของแข็งที่ส่งผลให้รังสีกับการปล่อยที่แข็งแกร่งที่ความยาวคลื่นของ๑.๐๖ m ลำแสงสั้นความยาวคลื่นจะถูกส่งผ่านระบบขนส่งใยแก้วนำแสงและช่วงพลังงานจาก 30 W ถึง2กิโลวัตต์ เลเซอร์สามารถสร้างรังสีอย่างต่อเนื่อง (คลื่นต่อเนื่อง) หรือแสงอาจจะปล่อยออกมาในการระเบิดสั้นของ microsecond หรือระยะเวลามิลลิวินาที (pulsed); เลเซอร์พัลซ์มีประโยชน์เมื่อความร้อนสูงเกินไปของวัสดุที่เป็นปัญหา โดยทั่วไปจะใช้เลเซอร์ CO2 ในโหมดที่มีการทำงานในขณะที่โหมดคลื่นทั้งสองหรือแบบต่อเนื่องสามารถนำมาใชกับ YAG เลเซอร์ได้ [๕๖๗, ๖๐๔]
ในการเชื่อมเลเซอร์, ชิ้นส่วนที่เข้าร่วมจะถูกบีบลงบนโต๊ะย้าย. ความดันสามารถนำไปใช้ได้ตลอดกระบวนการหรืออาจจะใช้หลังจากที่เครื่องทำความร้อนถูกยกเลิก ในการปรากฏตัวของก๊าซป้องกัน, ลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงเดินทางที่ความเร็วสูงข้ามอินเตอร์เฟซเชื่อมของชิ้นส่วนที่ถูกเข้าร่วม, ตัดอินเตอร์เฟซเชื่อมและการทำความร้อนที่เป็นเนื้อยาง. เส้นผ่าศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์แบบจุดที่สอดคล้องกับ
ความหนาของผนังโดยประมาณของชิ้นส่วนที่เข้าร่วม ลำแสงที่ทำให้เกิดความร้อนที่เป็นภาษาท้องถิ่นใกล้กับอินเตอร์เฟซร่วมที่สามารถทำให้เกิดการละลายการย่อยสลายและการระเหยของลิเมอร์ในอินเตอร์เฟซเชื่อม วัสดุลดลงในอินเตอร์เฟซร่วม, ซึ่งมีผลกระทบต่อความแข็งแรงร่วมกัน, ถูกผลักออกจากการเชื่อมเนื่องจากแรงดันภายนอก, ขึ้นรูปแฟลชบนพื้นผิวด้านบนและด้านล่าง, และจะระเหยเนื่องจากลำแสงความเข้มสูง. เพื่อหลีกเลี่ยงการย่อยสลายวัสดุการวัดอุณหภูมิที่ถูกต้องของพื้นผิวเชื่อมและการควบคุมอุณหภูมิโดยความแรงของเลเซอร์ที่แตกต่างกันเป็นสิ่งจำเป็น พอลิเมอร์หลอมเหลวที่อยู่ติดกับอินเตอร์เฟซเชื่อมที่เสื่อมสภาพถึงอุณหภูมิถึงอุณหภูมิการย่อยสลายของวัสดุ วัสดุหลอมเหลวที่ไหลเข้าด้วยกันที่อินเตอร์เฟซร่วมและรูปแบบการเชื่อมหลังจากการระบายความร้อนเสร็จสมบูรณ์ [๕๖๘, ๖๐๓]

รังสีถึงพื้นผิวร่วมกันสามารถสะท้อนส่งหรือดูดซึม สะท้อนการฉายรังสีฮิตพื้นผิวส่วนและตีกลับในขณะที่การส่งรังสีเดินทางผ่านส่วนหนึ่งไม่ได้ส่งผลกระทบ สะท้อนจากพลาสติกทั้งหมดอยู่ในระดับต่ำ (5-10%) รังสีเลเซอร์สามารถดูดซึมที่พื้นผิวของวัสดุหรือสามารถเจาะลึกต่างๆขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของลำแสงที่เกิดเหตุและจำนวนและชนิดของเม็ดสี, ฟิลเลอร์หรือเสริมสารในวัสดุพลาสติก ผลการดูดซึมในการสร้างความร้อนภายในพลาสติก การกระจายพื้นที่ของความร้อนที่มีการอธิบายโดยกฎ Bouger Lambert ของการดูดซึม:
I (z) = 1 (2-0) Kz
ซึ่งผม (z) เป็นความเข้มรังสีที่จุด z ตั้งอยู่ที่ความลึกโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพลาสติกและ I (20) เป็นความรุนแรงของรังสีที่พื้นผิว การดูดซึมค่าคงที่ K ถูกกำหนดเป็นตัวต่อกันของความลึกของการเจาะที่ความเข้มรังสีได้ลดลงถึง 1/e ของมูลค่าเดิม ความเข้มของรังสีลดลงชี้แจง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทที่สิบสาม
เลเซอร์เชื่อม
กระบวน
เลเซอร์เชื่อมเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มอุณหภูมิที่รอยต่อระหว่างวัสดุเทอร์โมพลาสติกหรือสูงกว่าอุณหภูมิละลายโดยใช้ลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูง ละลายพลาสติกเย็นและแข็งตัวเป็นรอยเชื่อม เลเซอร์มักจะใช้ในการเชื่อมโลหะและแม่นยำรวดเร็วตัดแผ่นพลาสติก สำหรับ
นีโอดีเมียมไอออนเลเซอร์ในอิตเทรียมอลูมิเนียมโกเมนขนาดกลางส่วนใหญ่จะใช้ในอุตสาหกรรม การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เลเซอร์ความยาวคลื่นของรังสี 9.2.10.8 ที่แข็งแกร่งที่สุดคือ 10.6 เมตรช่วงพลังงานของ 30wa ถึง 40mw กิโลวัตต์ ลำแสงเลเซอร์จะถูกส่งผ่านอากาศสะท้อนจากกระจกและโฟกัสด้วยเลนส์ ZnSe ใน ND YAG เลเซอร์แฟลชตื่นเต้น nnd-42 ไอออนในผลึกของแข็งแท่งผลิตที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดสั้นบีมฟ์มมิ่งส่ง 1.06m ผ่านระบบคานไฟเบอร์และ 30w-2kw ช่วงพลังงาน เลเซอร์สามารถผลิตรังสีอย่างต่อเนื่องหรือแสงที่สามารถปล่อยออกมาในชีพจรสั้นๆของไมโครวินาทีหรือมิลลิวินาทีและเป็นประโยชน์เมื่อวัสดุร้อนเกินไป CO2 เลเซอร์มักจะทำงานในโหมดพัลส์และชีพจรหรือโหมดคลื่นต่อเนื่องสามารถใช้กับ ND YAG เลเซอร์ สำหรับ 567604
ในการเชื่อมเลเซอร์เชื่อมต่อชิ้นส่วนที่ติดอยู่ในโต๊ะทำงานที่เคลื่อนที่ ความดันสามารถใช้ตลอดกระบวนการหรือเพียงหลังจากความร้อนเสร็จ ในการแสดงตนของก๊าซป้องกันลำแสงเลเซอร์แรงสูงความเร็วสูงผ่านการเชื่อมต่อของชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อตัดการเชื่อมอินเตอร์เฟซและความร้อนพื้นที่เชื่อมอย่างเท่าเทียมกัน เส้นผ่าศูนย์กลางและจุดเลเซอร์บีม
ความหนาของผนังใกล้เชื่อมต่อชิ้นส่วน ลำแสงจะทำให้เกิดความร้อนท้องถิ่นใกล้อินเตอร์เฟซการเชื่อมซึ่งได้อย่างรวดเร็วนำไปสู่การละลายการย่อยสลายและการระเหยของพอลิเมอร์ในการเชื่อมรอยต่อ วัสดุที่เสื่อมสภาพในอินเตอร์เฟซที่ได้รับผลกระทบเชิงลบต่อความแข็งแรงของข้อต่อซึ่งถูกผลักออกจากตะเข็บเนื่องจากความดันภายนอกรูปแบบแฟลชที่ด้านบนและด้านล่างของพื้นผิวและระเหยด้วยลำแสงความ เพื่อหลีกเลี่ยงการย่อยสลายของวัสดุอุณหภูมิที่ถูกต้องของพื้นผิวเชื่อมต้องวัดและควบคุมอุณหภูมิโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มของเลเซอร์ ละลายพอลิเมอร์ใกล้เชื่อมรอยต่อถึงอุณหภูมิการย่อยสลายของวัสดุ ละลายวัสดุที่ไหลร่วมกันที่รอยต่อของข้อต่อและรูปแบบตะเข็บหลังจากเย็นเสร็จ สำหรับ 568603
รังสีที่เข้าถึงพื้นผิวของข้อต่อสามารถสะท้อนส่งหรือดูดซึม สะท้อนรังสีตีพื้นผิวของชิ้นส่วนและเด้งกลับในขณะที่การส่งผ่านรังสีผ่านชิ้นส่วนโดยไม่ได้รับผลกระทบ พลาสติกทั้งหมดมีการสะท้อนกลับต่ำมาก รังสีเลเซอร์สามารถดูดซึมบนพื้นผิวของวัสดุหรือผ่านความลึกที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่เกิดขึ้นและปริมาณและชนิดของเม็ดสีสารเติมแต่งหรือสารเติมแต่ง การดูดซึมทำให้เกิดความร้อนภายในพลาสติก การกระจายเชิงพื้นที่ของความร้อนโดยกฎหมายการดูดซึม
มันคือ
ซึ่งเป็นค่าความเข้มของรังสีที่ตั้งอยู่บนจุด Z ที่ความลึกเฉพาะของพลาสติก การดูดซึมคงที่ K ถูกกำหนดเป็นส่วนกลับของการเจาะลึกเมื่อความเข้มของรังสีลดลงถึง 1-section ของค่าเดิม ความเข้มของรังสี