எஃகு அலுமினிய லேசர் பற்றவைக்கப்பட்ட மடி மூட்டுகளில் உள்ள இண்டர்மெட்டாலிக் சேர்மங்களின் உருவாக்கம் மற்றும் இயந்திர பண்புகளில் ஆற்றல் அனுசரிப்பு வளைய ஸ்பாட் லேசரின் தாக்கம்

அலுமினியத்துடன் எஃகு இணைக்கும் போது, ​​இணைப்பு செயல்பாட்டின் போது Fe மற்றும் Al அணுக்களுக்கு இடையேயான எதிர்வினை உடையக்கூடிய இடை உலோக கலவைகளை (IMCs) உருவாக்குகிறது. இந்த IMC களின் இருப்பு இணைப்பின் இயந்திர வலிமையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, எனவே இந்த சேர்மங்களின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம். ஐஎம்சிகள் உருவாவதற்குக் காரணம், ஆலில் ஃபீயின் கரைதிறன் மோசமாக உள்ளது. அது ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு அதிகமாக இருந்தால், அது வெல்டின் இயந்திர பண்புகளை பாதிக்கலாம். IMC கள் கடினத்தன்மை, வரையறுக்கப்பட்ட நீர்த்துப்போகும் தன்மை மற்றும் கடினத்தன்மை மற்றும் உருவவியல் அம்சங்கள் போன்ற தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. மற்ற IMCகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Fe2Al5 IMC அடுக்கு மிகவும் உடையக்கூடியதாகக் கருதப்படுகிறது (11.8± 1.8 GPa) IMC கட்டம், மற்றும் வெல்டிங் தோல்வி காரணமாக இயந்திர பண்புகள் குறைவதற்கு முக்கிய காரணம். இக்கட்டுரை IF எஃகு மற்றும் 1050 அலுமினியத்தின் ரிமோட் லேசர் வெல்டிங் செயல்முறையை அனுசரிப்பு ரிங் மோட் லேசரைப் பயன்படுத்தி ஆராய்கிறது, மேலும் இண்டர்மெட்டாலிக் கலவைகள் மற்றும் இயந்திர பண்புகளின் உருவாக்கத்தில் லேசர் கற்றை வடிவத்தின் தாக்கத்தை ஆழமாக ஆராய்கிறது. கோர்/ரிங் பவர் விகிதத்தை சரிசெய்வதன் மூலம், கடத்தல் பயன்முறையில், 0.2 இன் கோர்/ரிங் பவர் விகிதம் சிறந்த வெல்ட் இன்டர்ஃபேஸ் பிணைப்பு மேற்பரப்பு பகுதியை அடையலாம் மற்றும் Fe2Al5 IMC இன் தடிமனைக் கணிசமாகக் குறைக்கலாம், இதனால் மூட்டின் வெட்டு வலிமையை மேம்படுத்தலாம். .

இந்தக் கட்டுரையானது, IF எஃகு மற்றும் 1050 அலுமினியத்தின் ரிமோட் லேசர் வெல்டிங்கின் போது, ​​இண்டர்மெட்டாலிக் சேர்மங்கள் மற்றும் இயந்திர பண்புகளின் உருவாக்கத்தில் அனுசரிப்பு ரிங் மோட் லேசரின் செல்வாக்கை அறிமுகப்படுத்துகிறது. கடத்தல் பயன்முறையின் கீழ், 0.2 இன் கோர்/ரிங் பவர் விகிதம் ஒரு பெரிய வெல்ட் இடைமுகப் பிணைப்பு மேற்பரப்பு பகுதியை வழங்குகிறது, இது அதிகபட்ச வெட்டு வலிமை 97.6 N/mm2 (கூட்டு செயல்திறன் 71%) மூலம் பிரதிபலிக்கிறது. கூடுதலாக, 1 க்கும் அதிகமான சக்தி விகிதத்துடன் காஸியன் கற்றைகளுடன் ஒப்பிடுகையில், இது Fe2Al5 இன்டர்மெட்டாலிக் கலவையின் (IMC) தடிமன் 62% ஆகவும் மொத்த IMC தடிமன் 40% ஆகவும் கணிசமாகக் குறைக்கிறது. துளையிடல் பயன்முறையில், கடத்தல் முறையுடன் ஒப்பிடும்போது விரிசல் மற்றும் குறைந்த வெட்டு வலிமை காணப்பட்டது. கோர்/ரிங் பவர் விகிதம் 0.5 ஆக இருந்தபோது வெல்ட் சீமில் குறிப்பிடத்தக்க தானிய சுத்திகரிப்பு காணப்பட்டது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

r=0 ஆக இருக்கும் போது, ​​லூப் பவர் மட்டுமே உருவாக்கப்படும், அதே சமயம் r=1 ஆக இருக்கும் போது, ​​கோர் பவர் மட்டுமே உருவாக்கப்படும்.

காஸியன் கற்றை மற்றும் வளையக் கற்றைக்கு இடையே உள்ள ஆற்றல் விகித r இன் திட்ட வரைபடம்

(அ) ​​வெல்டிங் சாதனம்; (ஆ) வெல்ட் சுயவிவரத்தின் ஆழம் மற்றும் அகலம்; (c) மாதிரி மற்றும் பொருத்துதல் அமைப்புகளைக் காண்பிக்கும் திட்ட வரைபடம்

MC சோதனை: காஸியன் கற்றை விஷயத்தில் மட்டுமே, வெல்ட் சீம் ஆரம்பத்தில் ஆழமற்ற கடத்தல் பயன்முறையில் (ஐடி 1 மற்றும் 2) இருக்கும், பின்னர் வெளிப்படையான விரிசல்களுடன் ஓரளவு ஊடுருவும் லாக்ஹோல் பயன்முறையில் (ஐடி 3-5) மாறுகிறது. மோதிர சக்தி 0 முதல் 1000 W வரை அதிகரித்தபோது, ​​ID 7 இல் வெளிப்படையான பிளவுகள் எதுவும் இல்லை மற்றும் இரும்பு செறிவூட்டலின் ஆழம் ஒப்பீட்டளவில் சிறியதாக இருந்தது. வளைய சக்தி 2000 மற்றும் 2500 W (ஐடிகள் 9 மற்றும் 10) ஆக அதிகரிக்கும் போது, ​​பணக்கார இரும்பு மண்டலத்தின் ஆழம் அதிகரிக்கிறது. 2500w ரிங் பவர் (ID 10) இல் அதிகப்படியான விரிசல்.

எம்ஆர் சோதனை: மைய சக்தி 500 மற்றும் 1000 W (ஐடி 11 மற்றும் 12) இடையே இருக்கும்போது, ​​வெல்ட் சீம் கடத்தல் முறையில் இருக்கும்; ஐடி 12 மற்றும் ஐடி 7 ஐ ஒப்பிடுகையில், மொத்த சக்தி (6000 வாட்ஸ்) ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், ஐடி 7 பூட்டு துளை பயன்முறையை செயல்படுத்துகிறது. ஆதிக்கம் செலுத்தும் லூப் பண்புக்கூறு (r=0.2) காரணமாக ஐடி 12 இல் சக்தி அடர்த்தியில் குறிப்பிடத்தக்க குறைவு காரணமாக இது ஏற்படுகிறது. மொத்த சக்தி 7500 W (ID 15) ஐ அடையும் போது, ​​முழு ஊடுருவல் பயன்முறையை அடைய முடியும், மேலும் ID 7 இல் பயன்படுத்தப்படும் 6000 W உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​முழு ஊடுருவல் பயன்முறையின் சக்தி கணிசமாக அதிகரிக்கிறது.

IC சோதனை: நடத்தப்பட்ட பயன்முறை (ID 16 மற்றும் 17) 1500w கோர் பவர் மற்றும் 3000w மற்றும் 3500w ரிங் பவர் ஆகியவற்றில் அடையப்பட்டது. மைய சக்தி 3000w மற்றும் ரிங் பவர் 1500w மற்றும் 2500w (ID 19-20) இடையே இருக்கும் போது, ​​பணக்கார இரும்பு மற்றும் பணக்கார அலுமினியம் இடையே உள்ள இடைமுகத்தில் வெளிப்படையான பிளவுகள் தோன்றும், இது ஒரு உள்ளூர் ஊடுருவி சிறிய துளை வடிவத்தை உருவாக்குகிறது. ரிங் பவர் 3000 மற்றும் 3500w (ஐடி 21 மற்றும் 22) இருக்கும் போது, ​​முழு ஊடுருவல் கீஹோல் பயன்முறையை அடையவும்.

ஆப்டிகல் நுண்ணோக்கியின் கீழ் ஒவ்வொரு வெல்டிங் அடையாளத்தின் பிரதிநிதி குறுக்கு வெட்டு படங்கள்

படம் 4. (அ) வெல்டிங் சோதனைகளில் இறுதி இழுவிசை வலிமை (UTS) மற்றும் சக்தி விகிதம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவு; (ஆ) அனைத்து வெல்டிங் சோதனைகளின் மொத்த சக்தி

படம் 5. (அ) விகிதத்திற்கும் UTS க்கும் இடையிலான உறவு; (ஆ) நீட்டிப்பு மற்றும் ஊடுருவல் ஆழம் மற்றும் UTS இடையே உள்ள உறவு; (இ) அனைத்து வெல்டிங் சோதனைகளுக்கும் ஆற்றல் அடர்த்தி

படம் 6. (ஏசி) விக்கர்ஸ் மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் உள்தள்ளல் விளிம்பு வரைபடம்; (df) பிரதிநிதி கடத்தல் முறை வெல்டிங்கிற்கான தொடர்புடைய SEM-EDS இரசாயன நிறமாலை; (g) எஃகு மற்றும் அலுமினியம் இடையே உள்ள இடைமுகத்தின் திட்ட வரைபடம்; (h) Fe2Al5 மற்றும் கடத்தும் முறை வெல்ட்களின் மொத்த IMC தடிமன்

படம் 7. (ஏசி) விக்கர்ஸ் மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் உள்தள்ளல் விளிம்பு வரைபடம்; (df) பிரதிநிதி உள்ளூர் ஊடுருவல் துளையிடல் முறை வெல்டிங்கிற்கான தொடர்புடைய SEM-EDS இரசாயன நிறமாலை

படம் 8. (ஏசி) விக்கர்ஸ் மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் உள்தள்ளல் விளிம்பு வரைபடம்; (df) பிரதிநிதி முழு ஊடுருவல் துளையிடல் முறை வெல்டிங்கிற்கான தொடர்புடைய SEM-EDS இரசாயன நிறமாலை

படம் 9. EBSD ப்ளாட் முழு ஊடுருவல் துளையிடல் முறை சோதனையில் இரும்புச்சத்து நிறைந்த பகுதியின் (மேல் தட்டு) தானிய அளவைக் காட்டுகிறது, மேலும் தானிய அளவு விநியோகத்தைக் கணக்கிடுகிறது

படம்.

இந்த ஆய்வு IF ஸ்டீல்-1050 அலுமினியம் அலாய் வேறுபட்ட மடியில் பற்றவைக்கப்பட்ட மூட்டுகளில் IMC இன் உருவாக்கம், நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திர பண்புகளில் ARM லேசரின் விளைவுகளை ஆராய்ந்தது. ஆய்வு மூன்று வெல்டிங் முறைகள் (கடத்தல் முறை, உள்ளூர் ஊடுருவல் முறை மற்றும் முழு ஊடுருவல் முறை) மற்றும் மூன்று தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட லேசர் கற்றை வடிவங்கள் (காசியன் கற்றை, வருடாந்திர கற்றை மற்றும் காசியன் வளைய கற்றை) ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொண்டது. காஸியன் கற்றை மற்றும் வருடாந்திர கற்றை ஆகியவற்றின் பொருத்தமான சக்தி விகிதத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது உள் மாதிரி கார்பனின் உருவாக்கம் மற்றும் நுண் கட்டமைப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான ஒரு முக்கிய அளவுருவாகும், இதன் மூலம் வெல்டின் இயந்திர பண்புகளை அதிகரிக்கிறது. கடத்தல் முறையில், 0.2 சக்தி விகிதத்துடன் ஒரு வட்டக் கற்றை சிறந்த வெல்டிங் வலிமையை வழங்குகிறது (71% கூட்டு செயல்திறன்). துளையிடல் முறையில், காசியன் கற்றை அதிக வெல்டிங் ஆழம் மற்றும் அதிக விகிதத்தை உருவாக்குகிறது, ஆனால் வெல்டிங் தீவிரம் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது. 0.5 இன் சக்தி விகிதத்துடன் வருடாந்திர கற்றை வெல்ட் மடிப்புகளில் எஃகு பக்க தானியங்களை சுத்திகரிப்பதில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. இது வளையக் கற்றையின் குறைந்த உச்ச வெப்பநிலை காரணமாக வேகமான குளிரூட்டும் விகிதத்திற்கு இட்டுச் செல்கிறது, மேலும் தானிய அமைப்பில் வெல்ட் தையலின் மேல் பகுதியை நோக்கி அல் கரைசல் இடம்பெயர்வின் வளர்ச்சிக் கட்டுப்பாடு விளைவு ஆகும். விக்கர்ஸ் மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் மற்றும் தெர்மோ கால்க்கின் கட்ட தொகுதி சதவீதத்தின் கணிப்புக்கு இடையே வலுவான தொடர்பு உள்ளது. Fe4Al13 இன் பெரிய தொகுதி சதவீதம், மைக்ரோஹார்ட்னெஸ் அதிகமாகும்.