Wrth gysylltu dur ag alwminiwm, mae'r adwaith rhwng atomau Fe ac Al yn ystod y broses gysylltu yn ffurfio cyfansoddion rhyngmeteleg 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 mewn Al yn wael. Os yw'n fwy na swm penodol, gall effeithio ar briodweddau mecanyddol y weldiad. Mae gan IMCs briodweddau unigryw fel caledwch, hydwythedd a chaledwch cyfyngedig, a nodweddion morffolegol. Mae ymchwil wedi canfod, o'i gymharu ag IMCs eraill, mai'r haen IMC Fe2Al5 sy'n cael ei hystyried yn eang fel yr un fwyaf brau (11.8± Cyfnod IMC (1.8 GPa), 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 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 ddur IF ac alwminiwm 1050. Mae canlyniadau'r ymchwil yn dangos, o dan y modd dargludiad, bod cymhareb pŵer craidd/cylch o 0.2 yn darparu arwynebedd bondio rhyngwyneb weldio mwy, a adlewyrchir gan gryfder cneifio uchaf o 97.6 N/mm2 (effeithlonrwydd cymal o 71%). Yn ogystal, o'i gymharu â thrawstiau Gaussaidd gyda chymhareb pŵer yn fwy nag 1, mae hyn yn lleihau trwch y cyfansoddyn rhyngfetelaidd Fe2Al5 (IMC) yn sylweddol o 62% a chyfanswm y trwch IMC o 40%. Yn y modd tyllu, gwelwyd craciau a chryfder cneifio is o'i gymharu â'r modd dargludiad. Mae'n werth nodi bod mireinio grawn sylweddol wedi'i arsylwi yn y sêm weldio pan oedd y gymhareb pŵer craidd/cylch yn 0.5.
Pan fydd r=0, dim ond pŵer dolen sy'n cael ei gynhyrchu, tra pan fydd r=1, dim ond pŵer craidd sy'n cael ei gynhyrchu.
Diagram sgematig o gymhareb pŵer r rhwng trawst Gaussaidd a thrawst cylchog
(a) Dyfais weldio; (b) Dyfnder a lled proffil y weldiad; (c) Diagram sgematig o arddangos gosodiadau sampl a gosodiadau
Prawf MC: Yn achos trawst Gaussaidd yn unig, mae'r sêm weldio i ddechrau mewn modd dargludiad bas (ID 1 a 2), ac yna'n newid i fodd twll cloi rhannol dreiddiol (ID 3-5), gyda chraciau amlwg yn ymddangos. Pan gynyddodd pŵer y cylch o 0 i 1000 W, nid oedd unrhyw graciau amlwg yn ID 7 ac roedd dyfnder cyfoethogi haearn yn gymharol fach. Pan gynyddodd pŵer y cylch i 2000 a 2500 W (IDau 9 a 10), mae dyfnder y parth haearn cyfoethog yn cynyddu. Cracio gormodol ar bŵer cylch 2500w (ID 10).
Prawf MR: Pan fydd pŵer y craidd rhwng 500 a 1000 W (ID 11 a 12), mae'r sêm weldio mewn modd dargludiad; O gymharu ID 12 ac ID 7, er bod y cyfanswm pŵer (6000w) yr un fath, mae ID 7 yn gweithredu modd twll cloi. Mae hyn oherwydd y gostyngiad sylweddol mewn dwysedd pŵer yn ID 12 oherwydd y nodwedd ddolen ddominyddol (r=0.2). Pan fydd y cyfanswm 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 treiddiad llawn yn cynyddu'n sylweddol.
Prawf IC: Cyflawnwyd modd dargludol (ID 16 a 17) ar bŵer craidd 1500w a phŵer cylch 3000w a 3500w. Pan fo pŵer y craidd yn 3000w a phŵer y 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 treiddiol lleol. Pan fo pŵer y cylch yn 3000 a 3500w (ID 21 a 22), cyflawnir 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) Perthynas 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 microcaledwch Vickers; (df) Sbectra cemegol SEM-EDS cyfatebol ar gyfer weldio modd dargludiad cynrychioliadol; (g) Diagram sgematig o'r rhyngwyneb rhwng dur ac alwminiwm; (h) Fe2Al5 a thrwch IMC cyfan y weldiadau modd dargludol
Ffigur 7. (ac) Map cyfuchlin mewnoliad microcaledwch Vickers; (df) Sbectrwm cemegol SEM-EDS cyfatebol ar gyfer weldio modd tyllu treiddiad lleol cynrychioliadol
Ffigur 8. (ac) Map cyfuchlin mewnoliad microcaledwch Vickers; (df) Sbectrwm cemegol SEM-EDS cyfatebol ar gyfer weldio modd tyllu treiddiad llawn cynrychioliadol
Ffigur 9. Mae plot EBSD yn dangos maint y grawn yn y rhanbarth cyfoethog o haearn (y plât uchaf) yn y prawf modd tyllu treiddiad llawn, ac yn meintioli dosbarthiad maint y grawn
Ffigur 10. Sbectra SEM-EDS y rhyngwyneb rhwng haearn cyfoethog ac alwminiwm cyfoethog
Ymchwiliodd yr astudiaeth hon i effeithiau laser ARM ar ffurfiant, microstrwythur, a phriodweddau mecanyddol IMC mewn cymalau weldio lap gwahanol aloi alwminiwm IF dur-1050. Ystyriodd yr astudiaeth dri dull weldio (modd dargludiad, modd treiddiad lleol, a modd treiddiad llawn) a thri siâp trawst laser dethol (trawst Gaussaidd, trawst cylchog, a thrawst cylchog Gaussaidd). Mae canlyniadau'r ymchwil yn dangos bod dewis y gymhareb pŵer briodol o drawst Gaussaidd a thrawst cylchog yn baramedr allweddol ar gyfer rheoli ffurfiant a microstrwythur carbon moddol mewnol, a thrwy hynny wneud y mwyaf o briodweddau mecanyddol y weldiad. Yn y modd dargludiad, mae trawst crwn gyda chymhareb pŵer o 0.2 yn darparu'r cryfder weldio gorau (effeithlonrwydd cymal o 71%). Yn y modd tyllu, mae'r trawst Gaussaidd yn cynhyrchu dyfnder weldio mwy a chymhareb agwedd uwch, ond mae dwyster y weldio yn cael ei leihau'n sylweddol. Mae gan y trawst cylchog gyda chymhareb pŵer o 0.5 effaith sylweddol ar fireinio grawn ochr dur yn y sêm weldio. Mae hyn oherwydd tymheredd brig is y trawst cylchog sy'n arwain at gyfradd oeri gyflymach, ac effaith cyfyngu twf mudo hydoddyn Al tuag at ran uchaf y sêm weldio ar strwythur y grawn. Mae cydberthynas gref rhwng microgaledwch Vickers a rhagfynegiad Thermo Calc o ganran cyfaint y cyfnod. Po fwyaf yw canran cyfaint Fe4Al13, yr uchaf yw'r microgaledwch.
Amser postio: Ion-25-2024
