Po'latni alyuminiyga ulashda, ulanish jarayonida Fe va Al atomlari o'rtasidagi reaktsiya mo'rt intermetalik birikmalar (IMC) hosil qiladi. Ushbu IMC larning mavjudligi ulanishning mexanik kuchini cheklaydi, shuning uchun bu birikmalarning miqdorini nazorat qilish kerak. IMC larning paydo bo'lishining sababi, Fe ning Alda eruvchanligi yomon. Agar u ma'lum miqdordan oshsa, u payvandning mexanik xususiyatlariga ta'sir qilishi mumkin. IMC qattiqlik, cheklangan egiluvchanlik va qattiqlik va morfologik xususiyatlar kabi noyob xususiyatlarga ega. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, boshqa IMClar bilan solishtirganda, Fe2Al5 IMC qatlami eng mo'rt deb hisoblanadi (11,8).± 1,8 GPa) IMC fazasi, shuningdek, payvandlashning buzilishi tufayli mexanik xususiyatlarning pasayishining asosiy sababidir. Ushbu maqola IF po'latini va 1050 alyuminiyni sozlanishi halqali rejimli lazer yordamida masofadan lazerli payvandlash jarayonini o'rganadi va lazer nurlari shaklining intermetalik birikmalar va mexanik xususiyatlarning shakllanishiga ta'sirini chuqur o'rganadi. Yadro / halqa quvvat nisbatini sozlash orqali, o'tkazuvchanlik rejimida yadro / halqa quvvati nisbati 0,2 ga teng bo'lgan payvandlash interfeysi birlashtiruvchi sirt maydonini yaxshiroq qilish va Fe2Al5 IMC qalinligini sezilarli darajada kamaytirishi va shu bilan bo'g'inning kesish kuchini yaxshilashi aniqlandi. .
Ushbu maqola IF po'lat va 1050 alyuminiyni masofadan lazer bilan payvandlashda intermetalik birikmalar va mexanik xususiyatlarning shakllanishiga sozlanishi halqa rejimi lazerining ta'sirini taqdim etadi. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, o'tkazuvchanlik rejimida yadro / halqa quvvati nisbati 0,2 ga teng bo'lgan payvand choki interfeysi birlashtiruvchi sirt maydonini ta'minlaydi, bu maksimal kesish kuchi 97,6 N / mm2 (qo'shma samaradorlik 71%) bilan aks etadi. Bundan tashqari, quvvat nisbati 1 dan katta bo'lgan Gauss nurlari bilan solishtirganda, bu Fe2Al5 intermetalik birikmaning (IMC) qalinligini 62% ga va umumiy IMC qalinligini 40% ga sezilarli darajada kamaytiradi. Perforatsiya rejimida o'tkazuvchanlik rejimiga nisbatan yoriqlar va pastroq kesish kuchi kuzatildi. Shunisi e'tiborga loyiqki, yadro / halqa quvvati nisbati 0,5 ga teng bo'lganda, payvand chokida sezilarli darajada yaxshilanish kuzatildi.
r=0 bo‘lganda faqat halqa quvvati hosil bo‘ladi, r=1 bo‘lganda esa faqat yadro quvvati hosil bo‘ladi.
Gauss nurlari va halqali nurlar orasidagi quvvat nisbati r ning sxematik diagrammasi
a) payvandlash moslamasi; b) chok profilining chuqurligi va kengligi; (c) Namuna va armatura sozlamalarini ko'rsatishning sxematik diagrammasi
MC testi: Faqat Gauss nurida payvand choki dastlab sayoz o'tkazuvchanlik rejimida (ID 1 va 2) bo'ladi, so'ngra aniq yoriqlar paydo bo'lishi bilan qisman kirish teshigi rejimiga (ID 3-5) o'tadi. Ring quvvati 0 dan 1000 Vt gacha oshganida, ID 7 da aniq yoriqlar bo'lmagan va temirni boyitish chuqurligi nisbatan kichik edi. Ring quvvati 2000 va 2500 Vt ga oshganda (ID 9 va 10), boy temir zonasining chuqurligi ortadi. 2500w halqa quvvatida haddan tashqari yorilish (ID 10).
MR testi: yadro quvvati 500 va 1000 Vt (ID 11 va 12) orasida bo'lsa, payvand choki o'tkazuvchanlik rejimida bo'ladi; ID 12 va ID 7 ni solishtirganda, umumiy quvvat (6000w) bir xil bo'lsa-da, ID 7 qulflash teshigi rejimini amalga oshiradi. Bu dominant pastadir xarakteristikasi (r = 0,2) tufayli ID 12 da quvvat zichligi sezilarli darajada pasayishi bilan bog'liq. Umumiy quvvat 7500 Vt (ID 15) ga yetganda, to'liq kirish rejimiga erishish mumkin va ID 7 da ishlatiladigan 6000 Vt bilan solishtirganda, to'liq kirish rejimining kuchi sezilarli darajada oshadi.
IC testi: O'tkazilgan rejim (ID 16 va 17) 1500w yadro kuchida va 3000w va 3500w halqa quvvatida erishildi. Yadro quvvati 3000 Vt va halqa quvvati 1500 Vt va 2500 Vt (ID 19-20) orasida bo'lsa, boy temir va boy alyuminiy o'rtasidagi interfeysda aniq yoriqlar paydo bo'lib, mahalliy penetratsion kichik teshik naqshini hosil qiladi. Ring quvvati 3000 va 3500 Vt (ID 21 va 22) bo'lsa, to'liq kirish kaliti teshigi rejimiga erishing.
Optik mikroskop ostida har bir payvandlash identifikatsiyasining vakili kesma tasvirlari
Shakl 4. (a) Payvandlash sinovlarida yakuniy kuchlanish kuchi (UTS) va quvvat nisbati o'rtasidagi bog'liqlik; (b) Barcha payvandlash sinovlarining umumiy quvvati
5-rasm. (a) Tomonlar nisbati va UTS o'rtasidagi bog'liqlik; (b) kengaytma va kirish chuqurligi va UTS o'rtasidagi bog'liqlik; (c) Barcha payvandlash sinovlari uchun quvvat zichligi
Shakl 6. (ac) Vickers mikroqattiqligining indentsiyasi kontur xaritasi; (df) vakillik o'tkazuvchanlik rejimida payvandlash uchun mos keladigan SEM-EDS kimyoviy spektrlari; (g) po'lat va alyuminiy orasidagi interfeysning sxematik diagrammasi; (h) Fe2Al5 va Supero'tkazuvchilar rejim choklarining umumiy IMC qalinligi
Shakl 7. (ac) Vickers mikroqattiqligining indentsiyasi kontur xaritasi; (df) Mahalliy penetratsion teshilish rejimida payvandlash uchun mos keladigan SEM-EDS kimyoviy spektri
Shakl 8. (ac) Vickers mikroqattiqligining indentsiyasi kontur xaritasi; (df) To'liq penetratsion teshilish rejimida payvandlash uchun mos keladigan SEM-EDS kimyoviy spektri
Shakl 9. EBSD grafigi to'liq penetratsion teshilish rejimi sinovida temirga boy hududning (yuqori plastinka) don hajmini ko'rsatadi va don hajmining taqsimlanishini aniqlaydi.
Shakl 10. Boy temir va boy alyuminiy o'rtasidagi interfeysning SEM-EDS spektrlari
Ushbu tadqiqot ARM lazerining IF po'lat-1050 alyuminiy qotishmasining o'xshash bo'lmagan payvandlangan bo'g'inlarida IMC ning shakllanishi, mikro tuzilishi va mexanik xususiyatlariga ta'sirini o'rgandi. Tadqiqotda uchta payvandlash rejimi (o'tkazuvchanlik rejimi, mahalliy penetratsiya rejimi va to'liq penetratsiya rejimi) va uchta tanlangan lazer nurlari shakllari (Gauss nurlari, halqali nurlar va Gauss halqali nurlar) ko'rib chiqildi. Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, Gauss nurlari va halqali nurlarning mos quvvat nisbatini tanlash ichki modal uglerodning shakllanishi va mikro tuzilishini nazorat qilishning asosiy parametridir va shu bilan payvand chokining mexanik xususiyatlarini maksimal darajada oshiradi. O'tkazuvchanlik rejimida quvvat nisbati 0,2 bo'lgan dumaloq nur eng yaxshi payvandlash quvvatini ta'minlaydi (71% qo'shma samaradorlik). Perforatsiya rejimida Gauss nuri kattaroq payvandlash chuqurligi va yuqori nisbati hosil qiladi, ammo payvandlash intensivligi sezilarli darajada kamayadi. Quvvat nisbati 0,5 bo'lgan halqali nur payvand chokidagi po'lat yon donalarni tozalashga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Bu tez sovutish tezligiga olib keladigan halqali nurning past cho'qqi harorati va Al erigan moddasining payvand chokining yuqori qismiga migratsiyasining don tuzilishiga o'sishni cheklash ta'siri bilan bog'liq. Vickers mikroqattiqligi va Thermo Calc ning fazalar hajmini prognozlashi o'rtasida kuchli bog'liqlik mavjud. Fe4Al13 miqdori qanchalik katta bo'lsa, mikroqattiqlik shunchalik yuqori bo'ladi.
Xabar vaqti: 25-yanvar-2024
