ເມື່ອເຊື່ອມຕໍ່ເຫຼັກກັບອາລູມິນຽມ, ປະຕິກິລິຍາລະຫວ່າງປະລໍາມະນູ Fe ແລະ Al ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຊື່ອມຕໍ່ປະກອບເປັນທາດປະສົມ intermetallic brittle (IMCs).ການປະກົດຕົວຂອງ IMCs ເຫຼົ່ານີ້ຈໍາກັດຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກຂອງການເຊື່ອມຕໍ່, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຈໍາເປັນຕ້ອງຄວບຄຸມປະລິມານຂອງທາດປະສົມເຫຼົ່ານີ້.ເຫດຜົນສໍາລັບການສ້າງຕັ້ງຂອງ IMCs ແມ່ນວ່າການລະລາຍຂອງ Fe ໃນ Al ແມ່ນບໍ່ດີ.ຖ້າມັນເກີນຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນ, ມັນອາດຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງການເຊື່ອມ.IMCs ມີຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກເຊັ່ນ: ຄວາມແຂງ, ductility ຈໍາກັດແລະຄວາມເຄັ່ງຄັດ, ແລະລັກສະນະ morphological.ການຄົ້ນຄວ້າໄດ້ພົບເຫັນວ່າເມື່ອປຽບທຽບກັບ IMCs ອື່ນໆ, ຊັ້ນ Fe2Al5 IMC ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາຢ່າງກວ້າງຂວາງວ່າ brittle ທີ່ສຸດ (11.8.± 1.8 GPa) ໄລຍະ IMC, ແລະຍັງເປັນເຫດຜົນຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຫຼຸດລົງຂອງຄຸນສົມບັດກົນຈັກຍ້ອນຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງການເຊື່ອມ.ເອກະສານນີ້ສືບສວນຂະບວນການເຊື່ອມໂລຫະເລເຊີຫ່າງໄກສອກຫຼີກຂອງເຫຼັກ IF ແລະອາລູມິນຽມ 1050 ໂດຍໃຊ້ເລເຊີຮູບແບບວົງທີ່ສາມາດປັບໄດ້, ແລະສືບສວນໃນຄວາມເລິກຂອງອິດທິພົນຂອງຮູບຮ່າງ laser beam ກ່ຽວກັບການສ້າງຕັ້ງຂອງທາດປະສົມ intermetallic ແລະຄຸນສົມບັດກົນຈັກ.ໂດຍການປັບອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຫຼັກ / ວົງ, ພົບວ່າພາຍໃຕ້ຮູບແບບການປະຕິບັດ, ອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຫຼັກ / ວົງແຫວນຂອງ 0.2 ສາມາດບັນລຸພື້ນທີ່ການເຊື່ອມໂລຫະທີ່ດີຂຶ້ນແລະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫນາຂອງ Fe2Al5 IMC ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງຄວາມເຂັ້ມແຂງ shear ຂອງຮ່ວມກັນ. .
ບົດຄວາມນີ້ແນະນໍາອິດທິພົນຂອງເລເຊີຮູບແບບວົງທີ່ສາມາດປັບໄດ້ກ່ຽວກັບການສ້າງຕັ້ງຂອງທາດປະສົມ intermetallic ແລະຄຸນສົມບັດກົນຈັກໃນລະຫວ່າງການເຊື່ອມ laser ຫ່າງໄກສອກຫຼີກຂອງເຫຼັກ IF ແລະອາລູມິນຽມ 1050.ຜົນການຄົ້ນຄວ້າຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າພາຍໃຕ້ຮູບແບບການດໍາເນີນການ, ອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຂອງແກນ / ວົງແຫວນຂອງ 0.2 ສະຫນອງພື້ນທີ່ການເຊື່ອມໂລຫະທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ, ເຊິ່ງສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນໂດຍຄວາມເຂັ້ມແຂງ shear ສູງສຸດ 97.6 N / mm2 (ປະສິດທິພາບຮ່ວມກັນຂອງ 71%).ນອກຈາກນັ້ນ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບ Gaussian beams ທີ່ມີອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຫຼາຍກ່ວາ 1, ນີ້ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງຄວາມຫນາຂອງສານປະສົມ Fe2Al5 intermetallic (IMC) 62% ແລະຄວາມຫນາຂອງ IMC ທັງຫມົດ 40%.ໃນຮູບແບບ perforation, ຮອຍແຕກແລະຄວາມເຂັ້ມແຂງ shear ຕ່ໍາໄດ້ຖືກສັງເກດເມື່ອທຽບກັບຮູບແບບການນໍາ.ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າການປັບປຸງເມັດພືດທີ່ສໍາຄັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນ seam ການເຊື່ອມໃນເວລາທີ່ອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຫຼັກ / ວົງແມ່ນ 0.5.
ເມື່ອ r = 0, ພຽງແຕ່ພະລັງງານ loop ຖືກສ້າງຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ r = 1, ພຽງແຕ່ພະລັງງານຫຼັກແມ່ນຜະລິດ.
ແຜນວາດແຜນວາດຂອງອັດຕາສ່ວນພະລັງງານ r ລະຫວ່າງ Gaussian beam ແລະ beam annular
(a) ອຸປະກອນເຊື່ອມ;(b) ຄວາມເລິກແລະຄວາມກວ້າງຂອງ profile ການເຊື່ອມ;(c) ແຜນວາດແຜນວາດຂອງການສະແດງຕົວຢ່າງ ແລະການຕັ້ງຄ່າ fixture
ການທົດສອບ MC: ພຽງແຕ່ໃນກໍລະນີຂອງ Gaussian beam, seam ການເຊື່ອມແມ່ນໃນເບື້ອງຕົ້ນໃນໂຫມດ conduction ຕື້ນ (ID 1 ແລະ 2), ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຫັນປ່ຽນໄປສູ່ບາງສ່ວນຂອງຮູບແບບ lockhole penetrating (ID 3-5), ມີຮອຍແຕກທີ່ຈະແຈ້ງປະກົດຂຶ້ນ.ເມື່ອພະລັງງານວົງແຫວນເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 0 ຫາ 1000 W, ບໍ່ມີຮອຍແຕກທີ່ຊັດເຈນຢູ່ທີ່ ID 7 ແລະຄວາມເລິກຂອງການເສີມທາດເຫຼັກແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫນ້ອຍ.ເມື່ອພະລັງງານວົງແຫວນເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງ 2000 ແລະ 2500 W (IDs 9 ແລະ 10), ຄວາມເລິກຂອງເຂດທາດເຫຼັກທີ່ອຸດົມສົມບູນເພີ່ມຂຶ້ນ.ການແຕກຫັກຫຼາຍເກີນໄປຢູ່ທີ່ 2500w ວົງແຫວນ (ID 10).
ການທົດສອບ MR: ເມື່ອພະລັງງານຫຼັກຢູ່ລະຫວ່າງ 500 ແລະ 1000 W (ID 11 ແລະ 12), seam ການເຊື່ອມແມ່ນຢູ່ໃນຮູບແບບ conduction;ການປຽບທຽບ ID 12 ແລະ ID 7, ເຖິງແມ່ນວ່າພະລັງງານທັງຫມົດ (6000w) ແມ່ນຄືກັນ, ID 7 ປະຕິບັດໂຫມດ lock hole.ນີ້ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກການຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຢູ່ ID 12 ເນື່ອງຈາກລັກສະນະ loop ເດັ່ນ (r=0.2).ເມື່ອພະລັງງານທັງຫມົດເຖິງ 7500 W (ID 15), ຮູບແບບການເຈາະເຕັມສາມາດບັນລຸໄດ້, ແລະເມື່ອປຽບທຽບກັບ 6000 W ທີ່ໃຊ້ໃນ ID 7, ພະລັງງານຂອງໂຫມດ penetration ເຕັມແມ່ນເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ການທົດສອບ IC: ຮູບແບບການດໍາເນີນການ (ID 16 ແລະ 17) ບັນລຸໄດ້ຢູ່ທີ່ 1500w core power ແລະ 3000w ແລະ 3500w ພະລັງງານວົງ.ເມື່ອພະລັງງານຫຼັກແມ່ນ 3000w ແລະພະລັງງານວົງແຫວນຢູ່ລະຫວ່າງ 1500w ແລະ 2500w (ID 19-20), ຮອຍແຕກທີ່ຊັດເຈນຈະປາກົດຢູ່ໃນການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງທາດເຫຼັກທີ່ອຸດົມສົມບູນແລະອາລູມິນຽມທີ່ອຸດົມສົມບູນ, ກອບເປັນຈໍານວນຮູບແບບຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍ penetrating ທ້ອງຖິ່ນ.ເມື່ອພະລັງງານວົງແຫວນແມ່ນ 3000 ແລະ 3500w (ID 21 ແລະ 22), ບັນລຸໂຫມດ penetration keyhole ຢ່າງເຕັມທີ່.
ຮູບພາບຂ້າມຕົວແທນຂອງການລະບຸການເຊື່ອມຕໍ່ແຕ່ລະຄົນພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດ optical
ຮູບທີ 4. (a) ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງຄວາມແຮງ tensile ສູງສຸດ (UTS) ແລະອັດຕາສ່ວນພະລັງງານໃນການທົດສອບການເຊື່ອມໂລຫະ;(b) ພະລັງງານທັງຫມົດຂອງການທົດສອບການເຊື່ອມໂລຫະທັງຫມົດ
ຮູບ 5. (a) ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງອັດຕາສ່ວນ ແລະ UTS;(b) ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງການຂະຫຍາຍແລະການເຈາະເລິກແລະ UTS;(c) ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສໍາລັບການທົດສອບການເຊື່ອມໂລຫະທັງຫມົດ
ຮູບ 6. (ac) Vickers microhardness indentation ແຜນຜັງ contour;(df) ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ SEM-EDS ເຄມີ spectra ສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະຮູບແບບການດໍາເນີນການຕົວແທນ;(g) ແຜນວາດຂອງການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງເຫຼັກກ້າແລະອາລູມິນຽມ;(h) Fe2Al5 ແລະຄວາມຫນາ IMC ທັງຫມົດຂອງການເຊື່ອມໂລຫະຮູບແບບ conductive
ຮູບທີ 7. (ac) Vickers microhardness indentation contour map;(df) SEM-EDS spectrum ເຄມີທີ່ສອດຄ້ອງກັນສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະ perforation ທ້ອງຖິ່ນຕົວແທນ.
ຮູບ 8. (ac) Vickers microhardness indentation ແຜນຜັງ contour;(df) SEM-EDS spectrum ເຄມີທີ່ສອດຄ້ອງກັນສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະຮູບແບບ perforation ເຕັມຕົວແທນ.
ຮູບທີ 9. ແຜນຜັງ EBSD ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂະໜາດເມັດພືດຂອງພາກພື້ນທີ່ອຸດົມດ້ວຍທາດເຫຼັກ (ແຜ່ນເທິງ) ໃນການທົດສອບຮູບແບບການເຈາະເຈາະເຕັມ, ແລະປະເມີນການແຈກຢາຍຂະໜາດເມັດພືດ.
ຮູບ 10. SEM-EDS spectra ຂອງການໂຕ້ຕອບລະຫວ່າງທາດເຫຼັກທີ່ອຸດົມສົມບູນແລະອາລູມິນຽມທີ່ອຸດົມສົມບູນ
ການສຶກສານີ້ໄດ້ສືບສວນຜົນກະທົບຂອງ laser ARM ກ່ຽວກັບການສ້າງຕັ້ງ, microstructure, ແລະຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງ IMC ໃນ IF steel-1050 ໂລຫະປະສົມອາລູມິນຽມ dissimilar lap ເຊື່ອມຂໍ້ຕໍ່.ການສຶກສາໄດ້ພິຈາລະນາສາມໂຫມດການເຊື່ອມໂລຫະ (ຮູບແບບການນໍາ, ຮູບແບບການເຈາະທ້ອງຖິ່ນ, ແລະຮູບແບບການເຈາະເຕັມ) ແລະສາມຮູບແບບຂອງເລເຊີທີ່ເລືອກ (gaussian beam, annular beam, ແລະ Gaussian annular beam).ຜົນໄດ້ຮັບການຄົ້ນຄວ້າຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າການເລືອກອັດຕາສ່ວນພະລັງງານທີ່ເຫມາະສົມຂອງ beam Gaussian ແລະ beam annular ເປັນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການຄວບຄຸມການສ້າງຕັ້ງແລະ microstructure ຂອງ modal carbon ພາຍໃນ, ດັ່ງນັ້ນການ maximize ຄຸນສົມບັດກົນຈັກຂອງການເຊື່ອມ.ໃນຮູບແບບການດໍາເນີນການ, beam ວົງທີ່ມີອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຂອງ 0.2 ສະຫນອງຄວາມເຂັ້ມແຂງການເຊື່ອມໂລຫະທີ່ດີທີ່ສຸດ (71% ປະສິດທິພາບຮ່ວມກັນ).ໃນໂຫມດ perforation, Gaussian beam ຜະລິດຄວາມເລິກຂອງການເຊື່ອມໂລຫະຫຼາຍກວ່າເກົ່າແລະອັດຕາສ່ວນທີ່ສູງຂຶ້ນ, ແຕ່ຄວາມເຂັ້ມງວດຂອງການເຊື່ອມໂລຫະແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.beam annular ກັບອັດຕາສ່ວນພະລັງງານຂອງ 0.5 ມີຜົນກະທົບທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ການຫລອມໂລຫະຂອງເຫຼັກຂ້າງເມັດໃນ seam ການເຊື່ອມ.ນີ້ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກອຸນຫະພູມຕ່ໍາສຸດຂອງ beam annular ນໍາໄປສູ່ອັດຕາຄວາມເຢັນໄວ, ແລະຜົນກະທົບການຈໍາກັດການຂະຫຍາຍຕົວຂອງການເຄື່ອນຍ້າຍ Al solute ໄປສູ່ສ່ວນເທິງຂອງ seam ການເຊື່ອມໂລຫະກ່ຽວກັບໂຄງສ້າງເມັດພືດ.ມີຄວາມສໍາພັນທີ່ເຂັ້ມແຂງລະຫວ່າງ Vickers microhardness ແລະການຄາດຄະເນຂອງ Thermo Calc ຂອງອັດຕາສ່ວນປະລິມານໄລຍະ.ອັດຕາສ່ວນປະລິມານຂອງ Fe4Al13 ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ, ຄວາມແຂງຂອງ microhardness ສູງກວ່າ.
ເວລາປະກາດ: 25-01-2024
