Wrth gysylltu dur ag alwminiwm, mae'r adwaith rhwng atomau Fe ac Al yn ystod y broses gysylltu yn ffurfio cyfansoddion rhyngfetelaidd brau (IMCs). Mae presenoldeb yr IMCs hyn yn cyfyngu ar gryfder mecanyddol y cysylltiad, felly mae angen rheoli maint y cyfansoddion hyn. Y rheswm dros ffurfio IMCs yw bod hydoddedd Fe yn Al yn wael. Os yw'n fwy na swm penodol, gall effeithio ar briodweddau mecanyddol y weldiad. Mae gan IMCs briodweddau unigryw megis caledwch, hydwythedd cyfyngedig a chaledwch, a nodweddion morffolegol. Mae ymchwil wedi canfod, o gymharu ag IMCs eraill, bod haen IMC Fe2Al5 yn cael ei hystyried yn eang fel y mwyaf brau (11.8± 1.8 GPa) cyfnod IMC, a dyma hefyd y prif reswm dros y gostyngiad mewn priodweddau mecanyddol oherwydd methiant weldio. Mae'r papur hwn yn ymchwilio i'r broses weldio laser o bell o ddur IF ac alwminiwm 1050 gan ddefnyddio laser modd cylch addasadwy, ac yn ymchwilio'n fanwl i ddylanwad siâp trawst laser ar ffurfio cyfansoddion rhyngfetelaidd a phriodweddau mecanyddol. Trwy addasu'r gymhareb pŵer craidd / cylch, canfuwyd, o dan y modd dargludiad, y gall cymhareb pŵer craidd / cylch o 0.2 gyflawni arwynebedd arwyneb bondio rhyngwyneb weldio gwell a lleihau trwch Fe2Al5 IMC yn sylweddol, a thrwy hynny wella cryfder cneifio'r cymal .
Mae'r erthygl hon yn cyflwyno dylanwad laser modd cylch addasadwy ar ffurfio cyfansoddion rhyngfetelaidd a phriodweddau mecanyddol yn ystod weldio laser o bell o IF dur a 1050 alwminiwm. Mae canlyniadau'r ymchwil yn dangos, o dan y modd dargludiad, bod cymhareb pŵer craidd/cylch o 0.2 yn darparu arwynebedd arwyneb bondio rhyngwyneb weldio mwy, a adlewyrchir gan gryfder cneifio uchaf o 97.6 N/mm2 (effeithlonrwydd ar y cyd o 71%). Yn ogystal, o'i gymharu â thrawstiau Gaussian â chymhareb pŵer sy'n fwy nag 1, mae hyn yn lleihau'n sylweddol drwch cyfansawdd rhyngfetelaidd Fe2Al5 (IMC) o 62% a chyfanswm trwch IMC o 40%. Yn y modd trydylliad, gwelwyd craciau a chryfder cneifio is o'i gymharu â'r modd dargludo. Mae'n werth nodi y gwelwyd mireinio grawn sylweddol yn y wythïen weldio pan oedd y gymhareb pŵer craidd / cylch yn 0.5.
Pan fydd r=0, dim ond pŵer dolen sy'n cael ei gynhyrchu, a phan fydd r=1, dim ond pŵer craidd sy'n cael ei gynhyrchu.
Diagram sgematig o gymhareb pŵer r rhwng trawst Gaussian a thrawst annular
(a) Dyfais weldio; (b) Dyfnder a lled y proffil weldio; (c) Diagram sgematig o osod gosodiadau sampl a gosodiadau
Prawf MC: Dim ond yn achos trawst Gaussian, mae'r wythïen weldio yn y modd dargludiad bas i ddechrau (ID 1 a 2), ac yna'n trawsnewid i fodd twll clo rhannol dreiddiol (ID 3-5), gyda chraciau amlwg yn ymddangos. Pan gynyddodd y pŵer cylch o 0 i 1000 W, nid oedd unrhyw graciau amlwg yn ID 7 ac roedd dyfnder cyfoethogi haearn yn gymharol fach. Pan fydd y pŵer cylch yn cynyddu i 2000 a 2500 W (IDs 9 a 10), mae dyfnder y parth haearn cyfoethog yn cynyddu. Cracio gormodol ar bŵer cylch 2500w (ID 10).
Prawf MR: Pan fo'r pŵer craidd rhwng 500 a 1000 W (ID 11 a 12), mae'r wythïen weldio yn y modd dargludiad; Wrth gymharu ID 12 ac ID 7, er bod cyfanswm y pŵer (6000w) yr un fath, mae ID 7 yn gweithredu modd twll clo. Mae hyn oherwydd y gostyngiad sylweddol mewn dwysedd pŵer yn ID 12 oherwydd nodwedd y ddolen amlycaf (r=0.2). Pan fydd cyfanswm y pŵer yn cyrraedd 7500 W (ID 15), gellir cyflawni modd treiddiad llawn, ac o'i gymharu â'r 6000 W a ddefnyddir yn ID 7, mae pŵer y modd treiddio llawn yn cynyddu'n sylweddol.
Prawf IC: Cyflawnwyd modd dargludo (ID 16 a 17) ar bŵer craidd 1500w a phŵer cylch 3000w a 3500w. Pan fo'r pŵer craidd yn 3000w ac mae'r pŵer cylch rhwng 1500w a 2500w (ID 19-20), mae craciau amlwg yn ymddangos ar y rhyngwyneb rhwng haearn cyfoethog ac alwminiwm cyfoethog, gan ffurfio patrwm twll bach treiddgar lleol. Pan fydd y pŵer cylch yn 3000 a 3500w (ID 21 a 22), cyflawni modd twll clo treiddiad llawn.
Delweddau trawsdoriadol cynrychioliadol o bob adnabod weldio o dan ficrosgop optegol
Ffigur 4. (a) Y berthynas rhwng cryfder tynnol eithaf (UTS) a chymhareb pŵer mewn profion weldio; (b) Cyfanswm pŵer yr holl brofion weldio
Ffigur 5. (a) Y berthynas rhwng cymhareb agwedd ac UTS; (b) Y berthynas rhwng estyniad a dyfnder treiddiad ac UTS; (c) Dwysedd pŵer ar gyfer pob prawf weldio
Ffigur 6. (ac) Map cyfuchlin mewnoliad microhardness Vickers; (df) Sbectr cemegol cyfatebol SEM-EDS ar gyfer weldio modd dargludiad cynrychioliadol; (e) Diagram sgematig o'r rhyngwyneb rhwng dur ac alwminiwm; (f) Fe2Al5 a thrwch cyfanswm IMC o welds modd dargludol
Ffigur 7. (ac) Map cyfuchlin mewnoliad microhardness Vickers; (df) Sbectrwm cemegol SEM-EDS cyfatebol ar gyfer weldio modd treiddiad treiddiad lleol cynrychioliadol
Ffigur 8. (ac) Map cyfuchlin mewnoliad microhardness Vickers; (df) Sbectrwm cemegol cyfatebol SEM-EDS ar gyfer weldio modd treiddiad llawn cynrychioliadol
Ffigur 9. Mae llain EBSD yn dangos maint grawn y rhanbarth cyfoethog haearn (plât uchaf) yn y prawf modd treiddiad llawn treiddiad, ac yn meintioli'r dosbarthiad maint grawn
Ffigur 10. SEM-EDS sbectra y rhyngwyneb rhwng haearn cyfoethog ac alwminiwm cyfoethog
Ymchwiliodd yr astudiaeth hon i effeithiau laser ARM ar ffurfiad, microstrwythur, a phriodweddau mecanyddol IMC mewn uniadau IF dur-1050 aloi alwminiwm weldio lap annhebyg. Ystyriodd yr astudiaeth dri dull weldio (modd dargludiad, modd treiddio lleol, a modd treiddiad llawn) a thri siâp pelydr laser dethol (trawst Gaussian, trawst annular, a thrawst annular Gaussian). Mae canlyniadau'r ymchwil yn dangos bod dewis y gymhareb pŵer briodol o drawst Gaussian a thrawst annular yn baramedr allweddol ar gyfer rheoli ffurfio a microstrwythur carbon moddol mewnol, a thrwy hynny wneud y mwyaf o briodweddau mecanyddol y weldiad. Yn y modd dargludo, mae trawst crwn gyda chymhareb pŵer o 0.2 yn darparu'r cryfder weldio gorau (71% o effeithlonrwydd ar y cyd). Yn y modd trydylliad, mae'r trawst Gaussian yn cynhyrchu mwy o ddyfnder weldio a chymhareb agwedd uwch, ond mae'r dwyster weldio yn cael ei leihau'n sylweddol. Mae'r trawst annular â chymhareb pŵer o 0.5 yn cael effaith sylweddol ar fireinio grawn ochr dur yn y wythïen weldio. Mae hyn oherwydd bod tymheredd brig isaf y trawst annular yn arwain at gyfradd oeri gyflymach, ac effaith cyfyngu twf mudo hydoddyn Al tuag at ran uchaf y wythïen weldio ar y strwythur grawn. Mae cydberthynas gref rhwng microhardness Vickers a rhagfynegiad Thermo Calc o ganran cyfaint cyfnod. Po fwyaf yw canran cyfaint Fe4Al13, yr uchaf yw'r micro-galedwch.
Amser postio: Ionawr-25-2024
