सामान्य दोषहरूएल्युमिनियम मिश्र धातु लेजर वेल्डिङ
चाहे लेजर अटोजेनस वेल्डिंग होस् वालेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंगएल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ, त्यहाँ केही सामान्य प्राविधिक समस्याहरू छन्, अर्थात्, प्रक्रिया प्यारामिटरहरू र वेल्डिंग अवस्थाहरू धातुकर्म भएमा दोषहरू हुन सक्छन्।अनुचित। दएल्युमिनियम मिश्र धातु जोडहरूमा हुने दोषहरू मुख्यतया दुई प्रकारका हुन्छन्: वेल्ड पोरोसिटी र वेल्डिंग हट क्र्याकहरू। पोरोसिटी र तातो क्र्याकहरूको अतिरिक्त, एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको लेजर वेल्डिंगमा अन्डरकट र कमजोर ब्याकसाइड गठन जस्ता दोषहरू पनि अवस्थित छन्। वेल्ड पोरोसिटीको तुलनामा, वेल्डिंग क्र्याकहरू (नाङ्गो आँखाले देख्न सकिने वा कम म्याग्निफिकेसन अन्तर्गत) को सम्भावना उच्च छैन। यद्यपि, दरारहरू बढी खतरनाक भएकाले, JIS Z 3105 ले तोकेको छ कि एक पटक वेल्डमा दरार पत्ता लागेपछि, वेल्डलाई कक्षा IV को रूपमा न्याय गरिनेछ। अन्डरकट, कमजोर ब्याकसाइड गठन र अन्य दोषहरू प्रायः अनुचित गति नियन्त्रण वा बेमेल प्रक्रिया प्यारामिटरहरूको कारणले हुने गम्भीर दोषहरू हुन्। यस्ता दोषहरू सामान्यतया प्रक्रिया अन्वेषण र डिबगिङको चरणमा देखा पर्दछन्, र सामान्य वास्तविक उत्पादन सञ्चालनहरूमा विरलै देखा पर्दछन्। त्यसकारण, पोरोसिटी एक प्रकारको दोष हो जुन एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको लेजर वेल्डिंग र वेल्डेड संरचनाहरूको सेवामा बढी हानिकारक हुन्छ, र यसलाई मौलिक रूपमा हटाउन गाह्रो हुन्छ।
१. पोरोसिटी
पोरोसिटी सबैभन्दा सामान्य र प्रमुख भोल्युम दोष होएल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको लेजर वेल्डिंग, सयौं माइक्रोनदेखि धेरै मिलिमिटरसम्मका आकारहरू सहित। यसको गठन संयन्त्र अझै पूर्ण रूपमा स्पष्ट छैन। पोरोसिटीले वेल्डको प्रभावकारी कार्य खण्डलाई मात्र कमजोर पार्दैन, तर तनाव एकाग्रता पनि निम्त्याउँछ, जसले वेल्डेड जोइन्टको गतिशील शक्ति र थकान प्रदर्शनलाई कम गर्छ।
हाइड्रोजन युक्त वातावरणमा एल्युमिनियम मिश्र पग्लँदा, यसको आन्तरिक हाइड्रोजन सामग्री ०.६९ मिली/१०० ग्राम भन्दा बढी पुग्न सक्छ, तर मिश्र धातु ठोस भएपछि, सन्तुलनमा यसको हाइड्रोजन घुलनशीलता अधिकतम ०.०३६ मिली/१०० ग्राम हुन्छ। सामान्यतया यो विश्वास गरिन्छ कि लेजर वेल्डिंगको शीतलन प्रक्रियाको क्रममा, हाइड्रोजनको घुलनशीलता तीव्र रूपमा घट्छ, र सुपरस्याचुरेटेड हाइड्रोजनको वर्षाले हाइड्रोजन पोरोसिटी बनाउँछ। कम-पग्लने-बिन्दु र उच्च-वाष्प-दबाव मिश्र धातु तत्वहरूको वाष्पीकरणले पनि पोरोसिटी निम्त्याउन सक्छ, जसलाई धातुकर्म पोरोसिटी भनिन्छ। थप रूपमा, लेजर बीमको गडबडी र किहोलको अस्थिरताले पनि पोरोसिटी बनाउन सक्छ, तर यस्तो पोरोसिटीको आकार अनियमित हुन्छ र यसलाई प्रक्रिया-प्रेरित पोरोसिटी भन्न सकिन्छ। एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको उच्च रासायनिक गतिविधिको कारण, सतहमा अक्साइड फिल्म सजिलैसँग बनाइन्छ। वेल्डिङको क्रममा, एल्युमिनियम मिश्र धातुको सतहमा रहेको अक्साइड फिल्मबाट विघटित क्रिस्टल पानी र संयुक्त पानी, हावामा रहेको आर्द्रता र सुरक्षात्मक ग्याससँगै, लेजरको कार्य अन्तर्गत उच्च-तापमान क्षेत्रमा हाइड्रोजन उत्पादन गर्न सिधै विघटन हुन्छ। यी हाइड्रोजन ग्यासहरूले पग्लिएको पोखरीको चिसोपन र ठोसीकरणको समयमा बबलहरू बनाउन वा अपूर्ण रूपमा पग्लिएको अक्साइड फिल्ममा सिधै बुलबुलेहरू उत्पन्न गर्न सक्छन्। एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको कम विशिष्ट गुरुत्वाकर्षणको कारण, पग्लिएको पोखरीमा बुलबुलेहरूको बढ्दो गति ढिलो हुन्छ। थप रूपमा, एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा बलियो थर्मल चालकता हुन्छ, र पग्लिएको पोखरीको चिसोपन र ठोसीकरण गति अत्यन्तै छिटो हुन्छ। केही बुलबुले समयमै भाग्न सक्दैनन् र वेल्डमा रहन्छन्, जसले गर्दा धातुकर्म पोरोसिटी बन्छन्। अध्ययनहरूले देखाएको छ कि एल्युमिनियम मिश्र धातु वेल्डहरूको पोरोसिटीमा मुख्य ग्यास हाइड्रोजन हो, त्यसैले एल्युमिनियम मिश्र धातु वेल्डहरूमा पोरोसिटीलाई कहिलेकाहीं हाइड्रोजन पोरोसिटी भनिन्छ। स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप अन्तर्गत पोरोसिटीको फ्र्याक्चर अवलोकन गर्दा, पोरोसिटीले प्रायः डेन्ड्राइटिक क्रिस्टलहरूको कडा रूपमा व्यवस्थित डेन्ड्राइट छेउहरू सहित गोलाकार आकारविज्ञान प्रस्तुत गर्दछ, र भित्री पर्खाल चिल्लो, सफा र अक्सिडेशन ट्रेसहरूबाट मुक्त हुन्छ। पोरोसिटीको अस्तित्वले वेल्डको कम्प्याक्टनेस र जोर्नीको वहन क्षमतालाई मात्र कम गर्दैन, तर जोर्नीको बल र प्लास्टिसिटीलाई पनि फरक-फरक मात्रामा घटाउँछ।
२. तातो दरारहरू
पग्लिएको पूल धातुको ठोसीकरण प्रक्रियाको क्रममा तातो दरारहरू (ठोसीकरण दरारहरू र तरलीकरण दरारहरू सहित) बन्छन् र एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको लेजर वेल्डिंगमा सामान्य दोष प्रकारहरू मध्ये एक हो। ठोसीकरण दरारहरूको फ्र्याक्चर मोर्फोलजीको सबैभन्दा स्पष्ट विशेषता भनेको फ्र्याक्चर सतह चिल्लो तर असमान दानेदार कोबलस्टोन वा आलु जस्तो संरचनाहरूको ठूलो क्षेत्रबाट बनेको हुन्छ, र सतहले प्रायः अन्तर-दानादार कम-पग्लने-बिन्दु युटेक्टिक्स वा तरल फिल्म फोल्डहरू, साथै डेन्ड्राइटहरूको भंगुर फ्र्याक्चरको निशानहरू राख्छ। तरलीकरण दरारहरूको फ्र्याक्चर मोर्फोलजी ठोसीकरण दरारहरू जस्तै छ, तर यसमा उच्च-तापमान अन्तर-दानादार फ्र्याक्चर वा ठोसीकरण फ्र्याक्चरको विशेषताहरू छन्। थकान लोडिङ अन्तर्गत फ्युजन-वेल्डेड जोर्नीहरूको थकान फ्र्याक्चरमा, यस्ता तातो दरारहरूबाट हुने थकान दर स्रोतहरू पनि सामान्य छन्। एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको लेजर वेल्डिंगमा तातो दरारहरूको कारणहरू मुख्यतया तिनीहरूको आफ्नै विशेषताहरू र वेल्डिंग प्रक्रियाहरूसँग सम्बन्धित छन्। ठोसीकरणको समयमा एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको ठूलो संकुचन दर हुन्छ (५% सम्म), जसको परिणामस्वरूप ठूलो वेल्डिंग तनाव र विकृति हुन्छ; यसको अतिरिक्त, वेल्ड धातुको ठोसीकरणको क्रममा अन्नको सीमानामा कम-पग्लने-बिन्दु युटेक्टिक संरचनाहरू बन्छन्, जसले अन्नको सीमाको बन्धन बललाई कमजोर बनाउँछ, यसरी तन्य तनावको कार्य अन्तर्गत तातो दरारहरू बनाउँछ। थप रूपमा, एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूको लेजर वेल्डिंगमा दरारको आकारविज्ञानलाई निम्न वर्गहरूमा संक्षेप गर्न सकिन्छ: वेल्ड सेन्टर दरारहरू; वेल्ड फ्युजन लाइन दरारहरू; वेल्डहरूमा अन्तर-ग्रान्युलर दरारहरू; ताप-प्रभावित क्षेत्र तरलता दरारहरू; अक्साइड फिल्महरूबाट हुने दरारहरू; र अन्तर-ग्रान्युलर माइक्रोक्र्याकहरू।
यसको अतिरिक्त, वेल्डिङको समयमा कमजोर सुरक्षाले वेल्ड धातुलाई हावामा रहेका ग्यासहरूसँग प्रतिक्रिया गर्न बाध्य पार्छ, र बनेका समावेशहरू पनि सम्भावित क्र्याक स्रोतहरू हुन्। एल्युमिनियम मिश्र धातु वेल्डिङको समयमा तातो क्र्याकिङ प्रवृत्तिमा मिश्र धातु तत्वहरूको प्रकार र मात्राको ठूलो प्रभाव हुन्छ। सामान्यतया, अल-सी र अल-एमएन श्रृंखला एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा राम्रो वेल्डेबिलिटी हुन्छ र तातो क्र्याकहरू उत्पादन गर्न सजिलो हुँदैन; जबकि अल-एमजी, अल-सीयू र अल-जेडएन श्रृंखला एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा अपेक्षाकृत उच्च तातो क्र्याकिङ प्रवृत्ति हुन्छ। ताप र शीतलन दरहरू नियन्त्रण गर्न वेल्डिङ प्रक्रिया प्यारामिटरहरू समायोजन गरेर तातो क्र्याकिङ प्रवृत्ति कम गर्न सकिन्छ। सामान्यतया, लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिङको तातो क्र्याकिङ प्रवृत्ति लेजर फिलर तार वेल्डिङको भन्दा राम्रो छ, र लेजर फिलर तार वेल्डिङको तातो क्र्याकिङ प्रवृत्ति लेजर अटोजेनस वेल्डिङको भन्दा राम्रो छ।
३. अन्डरकट र बर्न-थ्रु
एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा कम आयनीकरण ऊर्जा हुन्छ, र फोटो-प्रेरित प्लाज्मा वेल्डिंगको समयमा अत्यधिक तातो र विस्तार हुने सम्भावना हुन्छ, जसले गर्दा अस्थिर वेल्डिंग प्रक्रियाहरू हुन्छन्। यसको अतिरिक्त, तरल एल्युमिनियम मिश्र धातुहरूमा राम्रो तरलता र कम सतह तनाव हुन्छ। प्रवेश सुधार गर्न, ठूलो सुरक्षात्मक ग्यास प्रवाह दर र लेजर आउटपुट पावर प्रायः आवश्यक पर्दछ, जसले वेल्डिंग प्रक्रियाको स्थिरतालाई बिगार्छ, जसले गर्दा पग्लिएको पोखरी दबाबमा हिंस्रक रूपमा उतारचढाव हुन्छ र सजिलैसँग अन्डरकट र बर्न-थ्रु जस्ता दोषहरू निम्त्याउँछ। लेजर-वेल्डेड एल्युमिनियम मिश्र धातु प्लेटहरूको पछाडिको बनावटलाई वेल्डको पछाडि पानी-चिसो तामा प्लेट स्थापना गरेर प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सकिन्छ।
४. स्ल्याग समावेशीकरण
कार बडी वेल्डिङमा प्रायः हुने अर्को प्रकारको दोष वेल्ड स्ल्याग समावेशीकरण हो। अध्ययनहरूले देखाएको छ कि स्ल्याग समावेशीकरण मुख्यतया वेल्डमेन्ट र वेल्डिङ तारहरूको सतहमा अक्साइडहरू, साथै एल्युमिनियम मिश्र धातु सामग्रीहरूको स्थानीयकरणमा अस्थिर प्रक्रियाहरूबाट आउँछ। त्यसकारण, एल्युमिनियम मिश्र धातु सामग्री निर्माताहरूले कच्चा पदार्थहरूमा अशुद्धता र हाइड्रोजनको सामग्रीलाई कम गर्न र उत्पादनहरूको गुणस्तर स्थिरता बढाउन प्राविधिक नवीनतालाई बलियो बनाउनु पर्छ र कास्टिङ प्रक्रियाहरूमा सुधार गर्नुपर्छ।
पोस्ट समय: अगस्ट-०५-२०२५
