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, ແລະຍັງເປັນເຫດຜົນຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຫຼຸດລົງຂອງຄຸນສົມບັດກົນຈັກເນື່ອງຈາກຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງການເຊື່ອມໂລຫະ. 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 ເນື່ອງຈາກລັກສະນະຂອງ 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) ທີ່ສອດຄ້ອງກັນ SEM-EDS spectrum ເຄມີສໍາລັບການເຊື່ອມໂລຫະ 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 ມີຜົນກະທົບທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ການຫລອມໂລຫະຂອງເຫຼັກຂ້າງໃນ 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
