O le Faiga Fa'atulagaina ma Fuafuaga e Taofia ai Māvaevae Fa'ama'a'a i le Fa'avevela Laser

Fa'avelaina o le Ave Laser, faatasi ai ma lona saoasaoa maualuga, maualuga le sa'o ma uiga e le fesoota'i, e fa'aaogaina lautele i matata e pei o ta'avale, vaalele, ma masini eletise, aemaise lava le fa'aalia o tulaga lelei tulaga ese i le feso'ota'iga o mea eseese. Peita'i, o māvaevae fa'ama'a'a (Solidification Cracking) e mafua mai i le taimi o le faiga o le uelo o se tasi lea o fa'aletonu autu e fa'atapula'aina ai lona fa'aoga fa'apisinisi. O nei māvaevae e masani ona tupu i le fa'ai'uga o le fa'ama'a'a i le sone fa'afefiloi (Fusion Zone), e mafua mai i aafiaga tu'ufa'atasi o le fa'avevela, fa'aitiitia o le fa'ama'a'a ma le ata vai i luga o tuaoi o fatu, e fa'aitiitia ai meatotino fa'amasini ma le ola vaivai o le so'oga.

1. Faiga o le fausiaina

O le faiga autū o māvaevaega fa'ama'a'a o lo'o taoto i le ata vai o totoe i tuaoi o fatu i le fa'ai'uga o le fa'ama'a'a. I le taimi o le fa'agasologa o le fa'ama'a'a, e vaevaeina le vai ua liusuavai i ni sone se tolu: le sone vai saoloto, le sone vai fa'atapula'aina, ma le sone malo, e pei ona fa'aalia i le Ata 1. I le sone vai fa'atapula'aina, e poloka le tafe o le vai ma e le mafai ona fa'afetaui le fa'alavelave e mafua mai i le fa'aitiitia o le fa'ama'a'a, ma i'u ai i le vavae'eseina o tuaoi o fatu. O le fua fa'atatau o le malosi o tuaoi o fatu (γgb) i le malosi o le feso'ota'iga o le malo-vai (γsl) e fuafua ai le mautu o le ata vai: afai e < 2γsl, e le mautu le ata vai ma e tupu le so'ofa'atasi o fatu; i se isi itu, e mautu le ata vai ma e faigofie ona tupu le māvaevaega.

E le gata i lea, o le fausiaina o māvaevae fa'ama'a'a e feso'ota'i fo'i ma meatotino fa'ametala o meafaitino. O meafaitino eseese e iai uiga eseese o le fa'ama'a'a, e pei o le vevela o le fa'ama'a'a, le saoasaoa o le fa'aitiitia o le fa'ama'a'a, ma le tufatufaina o elemene u'amea, ma isi mea fa'apena. O nei uiga e a'afia ai le maaleale o māvaevae. Mo se fa'ata'ita'iga, i meafaitino o lo'o iai le tele o vaega eutectic e maualalo le melting-point, o le maaleale o māvaevae fa'ama'a'a e maualuga atu ona o nei vaega eutectic e faigofie ona fausia ni ata vai faifai pea i le taimi o le fa'ama'a'a, ma fa'amalosia ai le fausiaina o māvaevae.

I le taimi o lefaiga fa'apipi'i laser, o fa'asologa o le uelo e pei o le malosi o le laser, saoasaoa o le uelo, ma le tele o le vaega e iai fo'i sona a'afiaga i le fausiaina o māvaevae fa'ama'a'a. O nei fa'asologa e a'afia ai le vevela e ulufale mai ma le fesuia'iga o le vevela i le taimi o le faiga o le uelo, ma suia ai le fausaga o le fa'ama'a'a ma le foliga o le fatu. Mo se fa'ata'ita'iga, o le malosi maualuga o le laser ma le saoasaoa maualalo o le uelo e mafua ai le tele o le vevela e ulufale mai ma le telegese o le saoasaoa o le fa'amālūlūina, lea e fa'aleleia ai le tuputupu a'e o tioata koluma ma fa'ateleina ai le maaleale o le māvaevae. I se isi itu, o le malosi maualalo o le laser ma le saoasaoa maualuga o le uelo e mafua ai le la'ititi o le vevela e ulufale mai ma le vave o le saoasaoa o le fa'amālūlūina, e fa'afaigofie ai le fausiaina o tioata tutusa ma fa'aitiitia ai le maaleale o le māvaevae.

2. Fuafuaga e taofia ai

Ina ia taofia lelei ai māvaevaega o le fa'ama'a'aina i totonuuelo laser, ua fautuaina e le au suʻesuʻe ni fuafuaga eseese, e taulaʻi tele i le puleaina o le fausaga o le fatu, faʻaleleia atili o faʻasologa o le uelo, ma faʻaleleia atili meatotino o meafaitino. I le faʻaleleia atili o le fausaga o le fatu, e mafai ona faʻateleina le aofaʻi o tuaoi o le fatu, ma faʻaitiitia ai le malosi o le mamafa, ma faʻaitiitia ai le fausiaina o māvaevae. Ua faʻaalia e suʻesuʻega e ala i le faʻaaogaina o le tekinolosi o le laser beam oscillation, e mafai ona liua ni tioata koluma i ni tioata tutusa lelei e aunoa ma le faʻaopoopoina o isi meafaitino. E mafai e le laser beam oscillation ona faʻasalalauina le malosiaga laser, ma mafua ai ona faʻatupuina e le vaituloto ua liusuavai le vevesi, ma faʻaleagaina ai le itu e tuputupu aʻe ai tioata koluma ma faʻalauiloa ai le fausiaina o tioata tutusa lelei, e pei ona faʻaalia i le Ata 3. E le gata i lea, e mafai foʻi e le laser beam oscillation ona faʻateleina le lautele o le vaituloto ua liusuavai, faʻaitiitia ai le suiga o le vevela, ma faʻateleina ai le taimi e faʻamaʻaʻa ai le vaituloto ua liusuavai, lea e fesoasoani i le faʻasalalauina o solutes ma le toe faʻatumuina o ata vai, ma faʻaitiitia ai le maaleale o māvaevaega faʻamaʻaʻa.

O le tufatufa atu o ata tifaga vai i tuaoi o fatu i lalo o foliga eseese o le vaitaele.

O le ata fa'ata'ita'i o le vaita'ele ua liusuavai o le uelo, a, b) e aunoa ma le oscillation, c, d) oscillation fa'ata'amilo, e, f) oscillation fa'asolosolo, g, h) oscillation fa'ata'amilo.

E fa'aopoopo atu i leave leisaO le tekinolosi oscillation, o le faʻaaogaina o puna laser e lua o se tasi foi o metotia aoga e taofia ai māvaevaega faʻamaʻaʻa. E mafai e puna laser e lua ona ausia le suiga mai tioata koluma i tioata tutusa e ala i le faʻaleleia atili o le taamilosaga faʻavevela, ma faʻaitiitia ai le tele o fatu ma le faʻaputuga o le faʻamaʻi. Mo se faʻataʻitaʻiga, pe a faʻaaogaina le laser CO₂ o le puna autu o le vevela ma le Nd:YAG pulsed laser o le puna fesoasoani o le vevela, e mafai ona fausia se taamilosaga faʻavevela faʻaleleia atili i le taimi o le faʻapipiʻiina, faʻalauiloa ai le fausiaina o tioata tutusa ma faʻaitiitia ai le maaleale o māvaevaega faʻamaʻaʻa, e pei ona faʻaalia i le Ata 4.

O le fa'aleleia atili o fa'atulagaga o le uelo o se auala taua fo'i lea e taofia ai māvaevae o le fa'ama'a'aina. I le fetu'una'iina o fa'atulagaga e pei o le malosiaga o le laser, saoasaoa o le uelo, ma le tele o le vaega, e mafai ona pulea le vevela e ulufale mai ma le fesuia'iga o le vevela i le taimi o le faiga o le uelo, ma fa'aa'afia ai le fausaga o le fa'ama'a'aina ma le foliga o le fatu. Ua fa'aalia e su'esu'ega e mafai e le togafitiga muamua ona fa'avevela ona fa'aitiitia le saoasaoa o le fa'amālūlūina, fa'alauiloa ai le fausiaina o tioata tutusa, ma fa'aitiitia ai le ma'ale'ale o māvaevae fa'ama'a'aina, e pei ona fa'aalia i le Ata 5. E le gata i lea, o metotia e pei o le fa'aaogaina o le pulsed laser welding ma le fa'ateleina o le saoasaoa o le uelo e mafai fo'i ona ausia le suiga mai tioata koluma i tioata tutusa e ala i le suia o le vevela e ulufale mai ma le saoasaoa o le fa'amālūlūina, ma fa'aitiitia ai le ma'ale'ale o māvaevae.

Ata 5. a) E le'i fa'avevela, b) Saito tutusa ua fa'avevela i le 300°C.

A fa'apipi'i mea eseese i le lasers, ona o le eseesega tele o meatotino fa'aletino ma vaila'au i le va o meafaitino, e faigofie ona tupu ni mea e ma'ale'ale ai le va o metala, o se tasi lea o mafua'aga autu o māvaevaega fa'ama'a'a. O le mea lea, o le fetu'una'i o fa'atulagaga ma fa'atulagaga o le laser e fa'aitiitia ai le fausiaina po'o le aofa'i o mea e mavaevae ai le va o metala o se fuafuaga taua fo'i lea e taofia ai māvaevaega fa'ama'a'a. Mo se fa'ata'ita'iga, i le fa'apipi'iina o mea e le tutusa le kopa-alumini i le laser, e ala i le puleaina o le fa'aletonu o le ave o le laser ma le saoasaoa o le fa'apipi'iina, e mafai ona fa'aitiitia le fua fa'atatau o le fa'afefiloi o le kopa ma le alumini i totonu o le vaituloto ua liusuavai, ma fa'aitiitia ai le fausiaina o mea e ma'ale'ale ai le va o metala ma fa'aitiitia ai le ma'ale'ale o māvaevaega. E le gata i lea, o le fa'aaogaina o mea e fa'atumu ai e mafai fo'i ona fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le so'oga ua fa'apipi'iina ma fa'aitiitia ai le fausiaina o māvaevaega. E mafai e mea e fa'atumu ai ona fa'aitiitia le fausiaina o mea e mavaevae ai le va o metala e ala i le suia o le fa'atulagaga ma le fausaga laiti o le so'oga ua fa'apipi'iina ma fa'aleleia atili ai le malosi o le so'oga ua fa'apipi'iina.

O māvaevae fa'ama'a'a o se tasi lea o fa'aletonu masani i faiga fa'avevela laser. O lo latou faiga fa'atupu e lavelave ma e aofia ai le fegalegaleaiga o le tele o mea e pei o le vevela, fa'ainisinia, ma le metallurgy. O le su'esu'eina loloto o le faiga fa'atupu o māvaevae fa'ama'a'a, e mafai ona tu'uina atu ai se fa'avae fa'ateorē mo le taofia o māvaevae. I tausaga talu ai nei, ua fautuaina e le au su'esu'e ni fuafuaga eseese e taofia ai māvaevae fa'ama'a'a, lea e taula'i tele i le puleaina o le fausaga o fatu, fa'aleleia atili o fa'asologa o le fa'avevela, ma fa'aleleia atili meatotino o meafaitino. Ua fa'amaonia e le fa'atinoga e mafai e nei fuafuaga ona fa'aitiitia lelei le maaleale o māvaevae fa'ama'a'a i se tulaga patino ma fa'aleleia atili ai le lelei ma le fa'atuatuaina o le fa'avevela laser. Peita'i, ona o le lavelave ma le eseese o le faiga fa'avevela laser, o lo'o i ai pea ni fa'aletonu i su'esu'ega o lo'o i ai nei. Mo se fa'ata'ita'iga, mo faiga fa'alavelave o māvaevae fa'ama'a'a i lalo o meafaitino eseese ma tulaga fa'avevela, e mana'omia pea nisi su'esu'ega loloto.