स्टीललाई एल्युमिनियमसँग जोड्दा, जडान प्रक्रियाको क्रममा Fe र Al परमाणुहरू बीचको प्रतिक्रियाले भंगुर इन्टरमेटालिक यौगिकहरू (IMCs) बनाउँछ। यी IMCs को उपस्थितिले जडानको यान्त्रिक शक्तिलाई सीमित गर्दछ, त्यसैले यी यौगिकहरूको मात्रा नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ। IMCs को गठनको कारण Al मा Fe को घुलनशीलता कमजोर हुनु हो। यदि यो निश्चित मात्रा भन्दा बढी छ भने, यसले वेल्डको यान्त्रिक गुणहरूलाई असर गर्न सक्छ। IMCs मा कठोरता, सीमित लचकता र कठोरता, र रूपात्मक विशेषताहरू जस्ता अद्वितीय गुणहरू छन्। अनुसन्धानले पत्ता लगाएको छ कि अन्य IMCs को तुलनामा, Fe2Al5 IMC तहलाई व्यापक रूपमा सबैभन्दा भंगुर मानिन्छ (११.८)।± १.८ GPa) IMC चरण, र वेल्डिंग विफलताको कारणले मेकानिकल गुणहरूमा कमीको मुख्य कारण पनि हो। यो पेपरले समायोज्य रिंग मोड लेजर प्रयोग गरेर IF स्टील र १०५० एल्युमिनियमको रिमोट लेजर वेल्डिंग प्रक्रियाको अनुसन्धान गर्दछ, र इन्टरमेटलिक यौगिकहरू र मेकानिकल गुणहरूको गठनमा लेजर बीम आकारको प्रभावको गहिराइमा अनुसन्धान गर्दछ। कोर/रिंग पावर अनुपात समायोजन गरेर, यो पत्ता लाग्यो कि चालन मोड अन्तर्गत, ०.२ को कोर/रिंग पावर अनुपातले राम्रो वेल्ड इन्टरफेस बन्धन सतह क्षेत्र प्राप्त गर्न सक्छ र Fe2Al5 IMC को मोटाईलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ, जसले गर्दा जोइन्टको शियर बलमा सुधार हुन्छ।
यस लेखले IF स्टील र १०५० एल्युमिनियमको रिमोट लेजर वेल्डिङको समयमा इन्टरमेटलिक यौगिकहरू र मेकानिकल गुणहरूको गठनमा समायोज्य रिंग मोड लेजरको प्रभावको परिचय दिन्छ। अनुसन्धान परिणामहरूले संकेत गर्दछ कि चालन मोड अन्तर्गत, ०.२ को कोर/रिंग पावर अनुपातले ठूलो वेल्ड इन्टरफेस बन्डिङ सतह क्षेत्र प्रदान गर्दछ, जुन ९७.६ N/mm2 (७१% को संयुक्त दक्षता) को अधिकतम कतरनी शक्ति द्वारा प्रतिबिम्बित हुन्छ। थप रूपमा, १ भन्दा बढी पावर अनुपात भएको गौसियन बीमहरूको तुलनामा, यसले Fe2Al5 इन्टरमेटलिक यौगिक (IMC) को मोटाईलाई ६२% र कुल IMC मोटाईलाई ४०% ले घटाउँछ। पर्फोरेशन मोडमा, चालन मोडको तुलनामा दरारहरू र कम कतरनी शक्ति अवलोकन गरिएको थियो। यो ध्यान दिन लायक छ कि कोर/रिंग पावर अनुपात ०.५ हुँदा वेल्ड सिममा महत्त्वपूर्ण अन्न परिष्करण अवलोकन गरिएको थियो।
जब r=० हुन्छ, केवल लूप पावर उत्पन्न हुन्छ, जबकि जब r=१ हुन्छ, केवल कोर पावर उत्पन्न हुन्छ।
गौसियन बीम र कुण्डलीय बीम बीचको पावर अनुपात r को योजनाबद्ध रेखाचित्र
(क) वेल्डिङ उपकरण; (ख) वेल्ड प्रोफाइलको गहिराई र चौडाइ; (ग) नमुना र फिक्स्चर सेटिङहरू प्रदर्शन गर्ने योजनाबद्ध रेखाचित्र।
MC परीक्षण: केवल गौसियन बीमको अवस्थामा, वेल्ड सिम सुरुमा उथले चालन मोड (ID 1 र 2) मा हुन्छ, र त्यसपछि आंशिक रूपमा प्रवेश गर्ने लकहोल मोड (ID 3-5) मा संक्रमण हुन्छ, स्पष्ट दरारहरू देखा पर्दछ। जब रिंग पावर 0 बाट 1000 W सम्म बढ्यो, ID 7 मा कुनै स्पष्ट दरारहरू थिएनन् र फलामको संवर्धनको गहिराई अपेक्षाकृत सानो थियो। जब रिंग पावर 2000 र 2500 W (IDs 9 र 10) मा बढ्छ, समृद्ध फलाम क्षेत्रको गहिराई बढ्छ। 2500w रिंग पावर (ID 10) मा अत्यधिक क्र्याकिंग।
MR परीक्षण: जब कोर पावर ५०० र १००० W (ID ११ र १२) बीच हुन्छ, वेल्ड सिम कन्डक्सन मोडमा हुन्छ; ID १२ र ID ७ को तुलना गर्दा, कुल पावर (६०००w) समान भए पनि, ID ७ ले लक होल मोड लागू गर्दछ। यो प्रमुख लूप विशेषता (r=०.२) को कारणले ID १२ मा पावर घनत्वमा उल्लेखनीय कमीको कारणले हो। जब कुल पावर ७५०० W (ID १५) पुग्छ, पूर्ण प्रवेश मोड प्राप्त गर्न सकिन्छ, र ID ७ मा प्रयोग गरिएको ६००० W को तुलनामा, पूर्ण प्रवेश मोडको पावर उल्लेखनीय रूपमा बढेको छ।
IC परीक्षण: कन्डक्टेड मोड (ID १६ र १७) १५००w कोर पावर र ३०००w र ३५००w रिंग पावरमा प्राप्त गरियो। जब कोर पावर ३०००w हुन्छ र रिंग पावर १५००w र २५००w (ID १९-२०) बीच हुन्छ, रिच आइरन र रिच एल्युमिनियम बीचको इन्टरफेसमा स्पष्ट दरारहरू देखा पर्दछन्, जसले स्थानीय प्रवेश गर्ने सानो प्वाल ढाँचा बनाउँछ। जब रिंग पावर ३००० र ३५००w (ID २१ र २२) हुन्छ, पूर्ण प्रवेश किहोल मोड प्राप्त गर्नुहोस्।
अप्टिकल माइक्रोस्कोप मुनि प्रत्येक वेल्डिंग पहिचानको प्रतिनिधि क्रस-सेक्शनल छविहरू
चित्र ४. (क) वेल्डिङ परीक्षणहरूमा परम तन्य शक्ति (UTS) र शक्ति अनुपात बीचको सम्बन्ध; (ख) सबै वेल्डिङ परीक्षणहरूको कुल शक्ति
चित्र ५. (क) पक्ष अनुपात र UTS बीचको सम्बन्ध; (ख) विस्तार र प्रवेश गहिराई र UTS बीचको सम्बन्ध; (ग) सबै वेल्डिंग परीक्षणहरूको लागि पावर घनत्व
चित्र ६. (ac) विकर्स माइक्रोहार्डनेस इन्डेन्टेसन कन्टूर नक्सा; (df) प्रतिनिधि चालन मोड वेल्डिंगको लागि अनुरूप SEM-EDS रासायनिक स्पेक्ट्रा; (g) स्टील र एल्युमिनियम बीचको इन्टरफेसको योजनाबद्ध रेखाचित्र; (h) Fe2Al5 र चालन मोड वेल्डहरूको कुल IMC मोटाई
चित्र ७. (ac) विकर्स माइक्रोहार्डनेस इन्डेन्टेसन कन्टूर नक्सा; (df) प्रतिनिधि स्थानीय प्रवेश पर्फोरेशन मोड वेल्डिंगको लागि अनुरूप SEM-EDS रासायनिक स्पेक्ट्रम
चित्र ८. (एसी) विकर्स माइक्रोहार्डनेस इन्डेन्टेसन कन्टूर नक्सा; (df) प्रतिनिधि पूर्ण प्रवेश पर्फोरेशन मोड वेल्डिंगको लागि अनुरूप SEM-EDS रासायनिक स्पेक्ट्रम
चित्र ९. EBSD प्लटले पूर्ण प्रवेश पर्फोरेशन मोड परीक्षणमा फलामले भरिपूर्ण क्षेत्र (माथिल्लो प्लेट) को अन्नको आकार देखाउँछ, र अन्नको आकार वितरणको परिमाण निर्धारण गर्छ।
चित्र १०. रिच आइरन र रिच एल्युमिनियम बीचको इन्टरफेसको SEM-EDS स्पेक्ट्रा
यस अध्ययनले IF स्टील-१०५० एल्युमिनियम मिश्र धातुमा भिन्न ल्याप वेल्डेड जोइन्टहरूमा IMC को गठन, माइक्रोस्ट्रक्चर र मेकानिकल गुणहरूमा ARM लेजरको प्रभावहरूको अनुसन्धान गर्यो। अध्ययनले तीन वेल्डिंग मोडहरू (कन्डक्शन मोड, स्थानीय पेनिट्रेशन मोड, र पूर्ण पेनिट्रेशन मोड) र तीन चयन गरिएका लेजर बीम आकारहरू (गौसियन बीम, एनुलर बीम, र गौसियन एनुलर बीम) लाई विचार गर्यो। अनुसन्धान परिणामहरूले संकेत गर्दछ कि गौसियन बीम र एनुलर बीमको उपयुक्त पावर अनुपात चयन गर्नु आन्तरिक मोडल कार्बनको गठन र माइक्रोस्ट्रक्चर नियन्त्रण गर्नको लागि एक प्रमुख प्यारामिटर हो, जसले गर्दा वेल्डको मेकानिकल गुणहरू अधिकतम हुन्छन्। कन्डक्शन मोडमा, ०.२ को पावर अनुपात भएको गोलाकार बीमले उत्तम वेल्डिंग शक्ति (७१% संयुक्त दक्षता) प्रदान गर्दछ। पर्फोरेशन मोडमा, गौसियन बीमले ठूलो वेल्डिंग गहिराई र उच्च पक्ष अनुपात उत्पादन गर्दछ, तर वेल्डिंग तीव्रता उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ। ०.५ को पावर अनुपात भएको एनुलर बीमले वेल्ड सिममा स्टील साइड ग्रेनको परिष्करणमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ। यो कुण्डलीय बीमको कम शिखर तापक्रमको कारणले गर्दा छिटो शीतलन दर हुन्छ, र अन्न संरचनामा वेल्ड सिमको माथिल्लो भाग तर्फ अल सोलुट माइग्रेसनको वृद्धि प्रतिबन्ध प्रभावको कारणले हो। विकर्स माइक्रोहार्डनेस र थर्मो क्याल्कको चरण भोल्युम प्रतिशतको भविष्यवाणी बीच बलियो सम्बन्ध छ। Fe4Al13 को भोल्युम प्रतिशत जति ठूलो हुन्छ, माइक्रोहार्डनेस त्यति नै उच्च हुन्छ।
पोस्ट समय: जनवरी-२५-२०२४
