Zolakwika Zofala mu Kuwotcherera kwa Aluminiyamu ndi Laser

Zolakwika Zofala muKuwotcherera kwa Aluminiyamu Aloyi Laser

Kaya laser autogenous welding kapenakuwotcherera kosakanikirana kwa laser-arcimagwiritsidwa ntchito pa aluminiyamu, pali mavuto ena aukadaulo omwe amafala, mwachitsanzo, zolakwika zingachitike ngati magawo a njira ndi mikhalidwe yowotcherera ndi zitsulo.zosayenera.Zolakwika zonse zomwe zili m'malo olumikizira aluminiyamu zimaphatikizapo mitundu iwiri: kutsekeka kwa weld ndi kutsekeka kwa ming'alu yotentha. Kuwonjezera pa kutsekeka kwa ming'alu ndi kutentha, zolakwika monga kuchepetsedwa ndi kupangika kwa kumbuyo kuliponso mu kutsekeka kwa aluminiyamu pogwiritsa ntchito laser. Poyerekeza ndi kutsekeka kwa weld, mwayi wa kutsekeka kwa ming'alu (yooneka ndi maso kapena pansi pa kukula kochepa) si wokwera. Komabe, chifukwa ming'alu ndi yoopsa kwambiri, JIS Z 3105 imati ming'alu ikapezeka mu weld, weld iyenera kuweruzidwa ngati Gulu IV. Kutsekeka kwa ming'alu, kupangika kwa ming'alu kumbuyo ndi zolakwika zina nthawi zambiri ndi zolakwika zazikulu zomwe zimachitika chifukwa cha kuwongolera liwiro kosayenera kapena magawo osagwirizana a njira. Zolakwika zotere nthawi zambiri zimawonekera mu gawo la kufufuza ndi kukonza zolakwika, ndipo sizimachitika kawirikawiri pantchito zenizeni zenizeni. Chifukwa chake, kutsekeka kwa ming'alu ndi mtundu wa cholakwika chomwe chimakhala chovulaza kwambiri pakutsekeka kwa aluminiyamu pogwiritsa ntchito laser komanso potumikira zomangamanga zoswedwa, ndipo n'zovuta kuchotsa kwathunthu.

1. Kuyenda pang'onopang'ono

Kufooka kwa voliyumu ndiye vuto lalikulu komanso lofala kwambiri m'thupi.kuwotcherera kwa laser kwa aluminiyamu, ndi kukula kuyambira mazana a ma microns mpaka ma millimeter angapo. Kapangidwe kake sikakumveka bwino. Kubowoka kwa ming'alu sikungofooketsa gawo logwira ntchito bwino la weld, komanso kumayambitsa kupsinjika, kuchepetsa mphamvu yogwira ntchito komanso kutopa kwa cholumikizira cholumikizidwa.

Pamene aluminiyamu ikasungunuka pamalo okhala ndi haidrojeni, kuchuluka kwa haidrojeni mkati mwake kumatha kufika pa 0.69 ml/100g, koma aloyi ikauma, kusungunuka kwa haidrojeni mu equilibrium kumakhala pafupifupi 0.036 ml/100g. Anthu ambiri amakhulupirira kuti panthawi yozizira yogwiritsa ntchito laser welding, kusungunuka kwa haidrojeni kumatsika kwambiri, ndipo mvula ya haidrojeni yochuluka imapanga hydrogen porosity. Kutuluka kwa zinthu zosungunuka pang'ono komanso nthunzi yambiri kungayambitsenso porosity, yomwe imatchedwa metallurgical porosity. Kuphatikiza apo, kusokonezeka kwa kuwala kwa laser ndi kusakhazikika kwa keyhole kungapangitsenso porosity, koma porosity yotereyi ili ndi mawonekedwe osakhazikika ndipo imatha kutchedwa process-induced porosity. Chifukwa cha kuchuluka kwa mankhwala a aluminiyamu, filimu ya oxide imapangidwa mosavuta pamwamba. Panthawi yogwiritsa ntchito, madzi a kristalo ndi madzi ophatikizana amawola kuchokera ku filimu ya oxide pamwamba pa aluminiyamu, pamodzi ndi chinyezi mumlengalenga ndi mpweya woteteza, zimawola mwachindunji kuti zipange haidrojeni pamalo otentha kwambiri pansi pa mphamvu ya laser. Mpweya wa haidrojeni uwu ukhoza kugwa panthawi yozizira ndi kuuma kwa dziwe losungunuka kuti lipange thovu kapena kupanga thovu mwachindunji pa filimu ya oxide yosasungunuka bwino. Chifukwa cha mphamvu yochepa ya aluminiyamu, liwiro lokwera la thovu mu dziwe losungunuka ndi lochepa. Kuphatikiza apo, ma aluminiyamu ali ndi mphamvu yotenthetsera kutentha, ndipo liwiro lozizira ndi kuuma kwa dziwe losungunuka ndi lothamanga kwambiri. Ma thovu ena sangatuluke pakapita nthawi ndipo amakhalabe mu weld, motero amapanga porosity ya metallurgical. Kafukufuku wasonyeza kuti mpweya waukulu mu porosity ya ma weld a aluminiyamu ndi hydrogen, kotero porosity mu ma weld a aluminiyamu nthawi zina imatchedwa porosity ya hydrogen. Poona kusweka kwa porosity pansi pa maikulosikopu ya electron yowunikira, porosity nthawi zambiri imakhala ndi mawonekedwe ozungulira okhala ndi malekezero a dendrite okonzedwa bwino a makristalo a dendritic, ndipo khoma lamkati ndi losalala, loyera komanso lopanda ma oxidation. Kukhalapo kwa porosity sikungochepetsa kukhuthala kwa weld ndi mphamvu yonyamula ya cholumikizira, komanso kumachepetsa mphamvu ndi pulasitiki ya cholumikiziracho mpaka madigiri osiyanasiyana.

2. Ming'alu Yotentha

Ming'alu yotentha (kuphatikizapo ming'alu yolimba ndi ming'alu yosungunuka) imachitika panthawi yolimbitsa chitsulo chosungunuka ndipo ndi imodzi mwa mitundu yofala ya zolakwika pakulumikiza zitsulo za aluminiyamu ndi laser. Chinthu chodziwikiratu kwambiri cha mawonekedwe a ming'alu yolimba ndichakuti pamwamba pa ming'alu yolimba imakhala ndi malo akuluakulu a miyala yosalala koma yosafanana kapena yofanana ndi mbatata, ndipo pamwamba nthawi zambiri pamakhala ma eutectics otsika-kusungunuka pakati pa granular kapena ma folds amadzimadzi, komanso zizindikiro za kusweka kwa ma dendrites. Mawonekedwe a ming'alu yosungunuka ndi ofanana ndi a ming'alu yolimba, koma ili ndi mawonekedwe a kusweka kwapakati pa granular kapena kusweka kwa kulimba. Pakusweka kwa kutopa kwa malo olumikizirana omwe ali ndi fusion pansi pa kutopa, magwero a ming'alu yotopa yomwe imabwera chifukwa cha ming'alu yotentha ndi yofala. Zomwe zimayambitsa ming'alu yotentha pakulumikiza zitsulo za aluminiyamu ndi laser zimagwirizana kwambiri ndi mawonekedwe awo ndi njira zawo zolumikizira. Zitsulo za aluminiyamu zimakhala ndi kuchuluka kwakukulu kwa shrinkage panthawi yolimbitsa (mpaka 5%), zomwe zimapangitsa kuti pakhale kupsinjika kwakukulu kwa welding ndi kusintha; Kuphatikiza apo, mapangidwe a eutectic otsika-melting-point amapangidwa m'mphepete mwa tirigu panthawi yolimba ya weld metal, zomwe zimafooketsa mphamvu yolumikizirana ya tirigu, motero zimapangitsa ming'alu yotentha chifukwa cha mphamvu yokakamiza. Kuphatikiza apo, mawonekedwe a ming'alu mu laser welding ya aluminiyamu alloys akhoza kufotokozedwa m'magulu otsatirawa: ming'alu yapakati pa weld; ming'alu ya mzere wolumikizira weld; ming'alu yapakati pa granular mu welds; ming'alu ya zone liquation yokhudzidwa ndi kutentha; ming'alu yoyambitsidwa ndi mafilimu a oxide; ndi ming'alu yapakati pa granular.

Kuphatikiza apo, chitetezo chofooka panthawi yowotcherera chimapangitsa kuti chitsulo chowotcherera chigwirizane ndi mpweya mumlengalenga, ndipo zomwe zimapangidwazo ndizomwe zingayambitse ming'alu. Mtundu ndi kuchuluka kwa zinthu zowotcherera zimakhudza kwambiri chizolowezi chowotcherera kutentha panthawi yowotcherera aluminiyamu. Kawirikawiri, aluminiyamu ya Al-Si ndi Al-Mn imakhala ndi kuthekera kowotcherera bwino ndipo sikophweka kupanga ming'alu yotentha; pomwe aluminiyamu ya Al-Mg, Al-Cu ndi Al-Zn imakhala ndi chizolowezi chowotcherera kwambiri. Chizolowezi chowotcherera kutentha chingachepe posintha magawo a njira yowotcherera kuti azitha kuwongolera kutentha ndi kuzizira. Kawirikawiri, chizolowezi chowotcherera kutentha kwa laser-arc hybrid welding ndi chabwino kuposa cha laser filler wire welding, ndipo chizolowezi chowotcherera kutentha kwa laser filler wire welding ndi chabwino kuposa cha laser autogenous welding.

3. Kudula ndi Kuwotcha

Ma aluminiyamu okhala ndi mphamvu zochepa za ionization, ndipo plasma yopangidwa ndi photo-induced imakonda kutenthedwa kwambiri ndi kufalikira panthawi yowotcherera, zomwe zimapangitsa kuti njira zowotcherera zosakhazikika zisamayende bwino. Kuphatikiza apo, ma aluminiyamu okhala ndi madzi amakhala ndi kusinthasintha kwabwino komanso kupsinjika kochepa pamwamba. Kuti muwongolere kulowa, mpweya woteteza komanso mphamvu yotulutsa laser nthawi zambiri zimafunika, zomwe zimawononga kukhazikika kwa njira yowotcherera, zomwe zimapangitsa kuti dziwe losungunuka lizisinthasintha kwambiri likapanikizika ndipo zimapangitsa kuti zikhale zovuta monga kudula pang'ono ndi kuwotcha. Kupangika kwa mbale za aluminiyamu zokhala ndi laser-welded kumatha kukonzedwa bwino poyika mbale yamkuwa yoziziritsidwa ndi madzi kumbuyo kwa weld.

4. Kuphatikizidwa kwa Zinyalala

Mtundu wina wa vuto lomwe limapezeka nthawi zambiri pakuwotcherera thupi la galimoto ndi kulowetsedwa kwa slag. Kafukufuku wasonyeza kuti kuphatikiza kwa slag kumachokera makamaka ku ma oxide pamwamba pa ma weldments ndi mawaya owotcherera, komanso njira zosakhazikika pakukhazikika kwa zinthu za aluminiyamu. Chifukwa chake, opanga zinthu za aluminiyamu ayenera kulimbitsa luso laukadaulo ndikuwongolera njira zoponyera kuti achepetse kuchuluka kwa zinyalala ndi haidrojeni muzinthu zopangira ndikuwonjezera kukhazikika kwabwino kwa zinthu.