تطور الثقب المفتاحي متعدد المراحل في لحام الليزر الألياف: دراسة تجريبية وتحليل نظري

يولد لحام الليزر بزاوية شعاع عالية بخار معدن، مما يزيح جزئيًا معدن الانصهار، مما يشكل منطقة انصهار ضيقة على شكل ثقب مفتاحي. لقد أجرت هذه الدراسة تحليلًا نظريًا لعمليات تشكيل الثقب المفتاحي ضمن لحام الليزر الألياف، استنادًا إلى ثلاثة أنواع من الملاحظة التجريبية. أثناء عملية الانتقال بين أوضاع اللحام، كان تشكيل الثقب المفتاحي مفاجئًا نتيجة تغير امتصاصية يشبه القفز في حمام الانصهار المقعر. في المرحلة الأولية من عملية لحام الثقب المفتاحي بالليزر (عند تشغيل الليزر)، نما عمق الثقب المفتاحي بسرعة ثم تباطأ قبل الوصول إلى حالة مستقرة. كان وقت تشكيل الثقب المفتاحي مرتبطًا بوقت الخصائص اللحامية (WCT)، الذي تم تحديده كنسبة قطر نقطة الليزر إلى سرعة اللحام. في المرحلة الثابتة من لحام الثقب المفتاحي بالليزر الألياف، كانت عملية تشكيل الثقب المفتاحي حركة دورية لشعاع الليزر على جدار الثقب المفتاحي الأمامي (FKW). حدث الحفر الدوري بسبب تعرض شعاع الليزر لجدار الثقب المفتاحي الأمامي، مع تذبذب زاوية الميل حول زاوية بروستر.