எஃகு-அலுமினியம் லேசர் பற்றவைக்கப்பட்ட மடிப்பு இணைப்புகளில் உள்ள உலோகக்கலவைச் சேர்மங்களின் உருவாக்கம் மற்றும் இயந்திரவியல் பண்புகளின் மீது, ஆற்றலைச் சரிசெய்யக்கூடிய வளையப் புள்ளி லேசரின் தாக்கம்.

எஃகுவை அலுமினியத்துடன் இணைக்கும்போது, ​​இணைப்புச் செயல்பாட்டின் போது Fe மற்றும் Al அணுக்களுக்கு இடையே ஏற்படும் வினை, உடையக்கூடிய இடை உலோகச் சேர்மங்களை (IMCs) உருவாக்குகிறது. இந்த IMC-களின் இருப்பு, இணைப்பின் இயந்திர வலிமையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, எனவே இந்தச் சேர்மங்களின் அளவைக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம். IMC-கள் உருவாவதற்கான காரணம், Al-இல் Fe-இன் கரைதிறன் குறைவாக இருப்பதே ஆகும். இது ஒரு குறிப்பிட்ட அளவைத் தாண்டினால், அது பற்றவைப்பின் இயந்திரப் பண்புகளைப் பாதிக்கக்கூடும். IMC-கள் கடினத்தன்மை, வரையறுக்கப்பட்ட நீட்சித்தன்மை மற்றும் உறுதித்தன்மை, மற்றும் உருவவியல் அம்சங்கள் போன்ற தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. மற்ற IMC-களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​Fe2Al5 IMC அடுக்கு மிகவும் உடையக்கூடியதாக (11.8) பரவலாகக் கருதப்படுகிறது என்று ஆராய்ச்சி கண்டறிந்துள்ளது.± 1.8 GPa) IMC கட்டம், பற்றவைப்புத் தோல்வியின் காரணமாக இயந்திரப் பண்புகள் குறைவதற்கான முக்கிய காரணமாகவும் உள்ளது. இந்தக் கட்டுரை, சரிசெய்யக்கூடிய வளைய முறை லேசரைப் பயன்படுத்தி IF எஃகு மற்றும் 1050 அலுமினியத்தின் தொலைநிலை லேசர் பற்றவைப்பு செயல்முறையை ஆராய்கிறது, மேலும் உலோகங்களிடை சேர்மங்களின் உருவாக்கம் மற்றும் இயந்திரப் பண்புகள் மீது லேசர் கற்றை வடிவத்தின் செல்வாக்கை ஆழமாக ஆய்வு செய்கிறது. உள்ளகம்/வளைய ஆற்றல் விகிதத்தைச் சரிசெய்வதன் மூலம், கடத்தல் முறையில், 0.2 என்ற உள்ளகம்/வளைய ஆற்றல் விகிதமானது சிறந்த பற்றவைப்பு இடைமுகப் பிணைப்புப் பரப்பளவை அடைய முடியும் என்றும், Fe2Al5 IMC-யின் தடிமனைக் கணிசமாகக் குறைத்து, அதன் மூலம் இணைப்பின் வெட்டு வலிமையை மேம்படுத்த முடியும் என்றும் கண்டறியப்பட்டது.

இந்தக் கட்டுரை, IF எஃகு மற்றும் 1050 அலுமினியத்தை தொலைவிலிருந்து லேசர் மூலம் பற்றவைக்கும்போது, ​​சரிசெய்யக்கூடிய வளைய முறை லேசரின் தாக்கத்தை, உலோகங்களிடை சேர்மங்கள் உருவாவதிலும் இயந்திரவியல் பண்புகளிலும் அறிமுகப்படுத்துகிறது. ஆய்வின் முடிவுகளின்படி, கடத்தல் முறையில், 0.2 என்ற உள்ளகம்/வளைய ஆற்றல் விகிதமானது, ஒரு பெரிய பற்றவைப்பு இடைமுகப் பிணைப்புப் பரப்பளவை வழங்குகிறது. இது 97.6 N/mm² என்ற அதிகபட்ச வெட்டு வலிமையில் (இணைப்புத் திறன் 71%) பிரதிபலிக்கிறது. மேலும், 1-ஐ விட அதிகமான ஆற்றல் விகிதத்தைக் கொண்ட காஸியன் கற்றைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இது Fe₂Al₅ உலோகங்களிடை சேர்மத்தின் (IMC) தடிமனை 62% வரையிலும், மொத்த IMC தடிமனை 40% வரையிலும் கணிசமாகக் குறைக்கிறது. துளைத்தல் முறையில், கடத்தல் முறையுடன் ஒப்பிடும்போது விரிசல்களும் குறைந்த வெட்டு வலிமையும் காணப்பட்டன. உள்ளகம்/வளைய ஆற்றல் விகிதம் 0.5 ஆக இருந்தபோது, ​​பற்றவைப்புப் பகுதியில் குறிப்பிடத்தக்க தானியச் செம்மையாக்கம் காணப்பட்டது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

r=0 ஆக இருக்கும்போது, ​​லூப் பவர் மட்டுமே உருவாக்கப்படுகிறது, அதே சமயம் r=1 ஆக இருக்கும்போது, ​​கோர் பவர் மட்டுமே உருவாக்கப்படுகிறது.

காஸியன் கற்றைக்கும் வளையக் கற்றைக்கும் இடையிலான திறன் விகிதம் r-இன் திட்ட வரைபடம்.

(அ) ​​பற்றவைக்கும் சாதனம்; (ஆ) பற்றவைப்பு வடிவத்தின் ஆழம் மற்றும் அகலம்; (இ) மாதிரி மற்றும் பொருத்துதல் அமைப்புகளைக் காண்பிக்கும் திட்ட வரைபடம்.

MC சோதனை: காஸியன் பீம் விஷயத்தில் மட்டும், வெல்ட் சீம் ஆரம்பத்தில் ஆழமற்ற கடத்தல் பயன்முறையில் (ID 1 மற்றும் 2) உள்ளது, பின்னர் பகுதியளவு ஊடுருவும் லாக்ஹோல் பயன்முறைக்கு (ID 3-5) மாறுகிறது, அப்போது தெளிவான விரிசல்கள் தோன்றுகின்றன. ரிங் பவர் 0 முதல் 1000 W வரை அதிகரித்தபோது, ​​ID 7-ல் தெளிவான விரிசல்கள் இல்லை மற்றும் இரும்பு செறிவூட்டலின் ஆழம் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக இருந்தது. ரிங் பவர் 2000 மற்றும் 2500 W (ID-கள் 9 மற்றும் 10) ஆக அதிகரிக்கும்போது, ​​இரும்பு செறிவூட்டப்பட்ட மண்டலத்தின் ஆழம் அதிகரிக்கிறது. 2500W ரிங் பவரில் (ID 10) அதிகப்படியான விரிசல்கள் ஏற்படுகின்றன.

MR சோதனை: உள்ளக ஆற்றல் 500 மற்றும் 1000 W-க்கு இடையில் இருக்கும்போது (ID 11 மற்றும் 12), பற்றவைப்புப் பகுதி கடத்தல் பயன்முறையில் உள்ளது; ID 12 மற்றும் ID 7-ஐ ஒப்பிடும்போது, ​​மொத்த ஆற்றல் (6000W) ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், ID 7 ஒரு பூட்டுத் துளைப் பயன்முறையைச் செயல்படுத்துகிறது. இதற்குக் காரணம், ID 12-இல் உள்ள பிரதான வளையப் பண்பின் (r=0.2) காரணமாக ஆற்றல் அடர்த்தியில் ஏற்படும் குறிப்பிடத்தக்கக் குறைவு ஆகும். மொத்த ஆற்றல் 7500 W-ஐ அடையும்போது (ID 15), முழு ஊடுருவல் பயன்முறையை அடைய முடியும், மேலும் ID 7-இல் பயன்படுத்தப்பட்ட 6000 W உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​முழு ஊடுருவல் பயன்முறையின் ஆற்றல் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் அதிகரித்துள்ளது.

ஐசி சோதனை: 1500 வாட் கோர் பவர் மற்றும் 3000 வாட், 3500 வாட் ரிங் பவரில் கடத்தும் முறை (ID 16 மற்றும் 17) அடையப்பட்டது. கோர் பவர் 3000 வாட்டாகவும், ரிங் பவர் 1500 வாட் முதல் 2500 வாட் வரை (ID 19-20) இருக்கும்போது, ​​அதிக இரும்பு மற்றும் அதிக அலுமினியம் உள்ள இடைமுகத்தில் தெளிவான விரிசல்கள் தோன்றி, உள்ளூர் ஊடுருவும் சிறிய துளை வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன. ரிங் பவர் 3000 வாட் மற்றும் 3500 வாட் (ID 21 மற்றும் 22) ஆக இருக்கும்போது, ​​முழு ஊடுருவல் சாவித் துளை முறை அடையப்பட்டது.

ஒளியியல் நுண்ணோக்கியின் கீழ் ஒவ்வொரு பற்றவைப்பு அடையாளத்தின் பிரதிநிதித்துவ குறுக்குவெட்டுப் படங்கள்.

படம் 4. (அ) பற்றவைப்புச் சோதனைகளில் இறுதி இழுவிசை வலிமைக்கும் (UTS) திறன் விகிதத்திற்கும் இடையிலான தொடர்பு; (ஆ) அனைத்து பற்றவைப்புச் சோதனைகளின் மொத்தத் திறன்.

படம் 5. (அ) தோற்ற விகிதத்திற்கும் UTS-க்கும் இடையிலான தொடர்பு; (ஆ) நீட்சி மற்றும் ஊடுருவல் ஆழத்திற்கும் UTS-க்கும் இடையிலான தொடர்பு; (இ) அனைத்து பற்றவைப்பு சோதனைகளுக்குமான திறன் அடர்த்தி.

படம் 6. (ac) விக்கர்ஸ் நுண்கடினத்தன்மை உள்ளிழுத்தல் சமச்சர வரைபடம்; (df) பிரதிநிதித்துவ கடத்தல் முறை பற்றவைப்பிற்கான தொடர்புடைய SEM-EDS வேதியியல் நிறமாலைகள்; (g) எஃகு மற்றும் அலுமினியத்திற்கு இடையிலான இடைமுகத்தின் திட்ட வரைபடம்; (h) கடத்தல் முறை பற்றவைப்புகளின் Fe2Al5 மற்றும் மொத்த IMC தடிமன்.

படம் 7. (ac) விக்கர்ஸ் நுண்கடினத்தன்மை உள்ளிழுத்தல் சமச்சர வரைபடம்; (df) பிரதிநிதித்துவ உள்ளூர் ஊடுருவல் துளையிடல் முறை பற்றவைப்பிற்கான தொடர்புடைய SEM-EDS வேதியியல் நிறமாலை.

படம் 8. (ac) விக்கர்ஸ் நுண்கடினத்தன்மை உள்ளிழுத்தல் சமச்சர வரைபடம்; (df) ஒரு மாதிரி முழு ஊடுருவல் துளையிடல் முறை பற்றவைப்பிற்கான தொடர்புடைய SEM-EDS வேதியியல் நிறமாலை.

படம் 9. EBSD வரைபடமானது, முழு ஊடுருவல் துளையிடல் முறை சோதனையில் இரும்பு செறிந்த பகுதியின் (மேல் தட்டு) துகள் அளவைக் காட்டுகிறது, மேலும் துகள் அளவுப் பரவலின் அளவையும் குறிப்பிடுகிறது.

படம் 10. இரும்புச்சத்து செறிந்த மற்றும் அலுமினியம் செறிந்த இடைமுகத்தின் SEM-EDS நிறமாலைகள்.

இந்த ஆய்வு, IF எஃகு-1050 அலுமினியக் கலப்புலோகத்தின் வேறுபட்ட மடிப்புப் பற்றவைப்பு இணைப்புகளில், உள் மாதிரி கார்பனின் (IMC) உருவாக்கம், நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திரப் பண்புகள் மீது ARM லேசரின் விளைவுகளை ஆராய்ந்தது. இந்த ஆய்வில் மூன்று பற்றவைப்பு முறைகள் (கடத்தல் முறை, உள்ளூர் ஊடுருவல் முறை மற்றும் முழு ஊடுருவல் முறை) மற்றும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மூன்று லேசர் கற்றை வடிவங்கள் (காஸியன் கற்றை, வளையக் கற்றை மற்றும் காஸியன் வளையக் கற்றை) கருத்தில் கொள்ளப்பட்டன. காஸியன் கற்றை மற்றும் வளையக் கற்றையின் பொருத்தமான ஆற்றல் விகிதத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பது, உள் மாதிரி கார்பனின் உருவாக்கம் மற்றும் நுண் கட்டமைப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கும், அதன் மூலம் பற்றவைப்பின் இயந்திரப் பண்புகளை அதிகப்படுத்துவதற்கும் ஒரு முக்கிய அளவுருவாகும் என்று ஆய்வு முடிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன. கடத்தல் முறையில், 0.2 ஆற்றல் விகிதத்தைக் கொண்ட ஒரு வட்டக் கற்றை சிறந்த பற்றவைப்பு வலிமையை (71% இணைப்புத் திறன்) வழங்குகிறது. துளையிடல் முறையில், காஸியன் கற்றை அதிக பற்றவைப்பு ஆழத்தையும் உயர் தோற்ற விகிதத்தையும் உருவாக்குகிறது, ஆனால் பற்றவைப்புத் தீவிரம் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது. 0.5 ஆற்றல் விகிதத்தைக் கொண்ட வளையக் கற்றை, பற்றவைப்புப் பகுதியில் உள்ள எஃகு பக்கத் துகள்களைச் செம்மைப்படுத்துவதில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. வளைய வடிவக் கற்றையின் குறைந்த உச்ச வெப்பநிலை காரணமாக ஏற்படும் வேகமான குளிரூட்டும் வீதம், மற்றும் பற்றவைப்புப் பகுதியின் மேல் பகுதியை நோக்கி அலுமினியக் கரைபொருள் இடம்பெயர்வதால் தானிய அமைப்பில் ஏற்படும் வளர்ச்சித் தடை விளைவு ஆகியவற்றால் இது ஏற்படுகிறது. விக்கர்ஸ் நுண்கடினத்தன்மைக்கும், தெர்மோ கால்க் கணிப்பின்படி கட்டக் கன அளவு சதவீதத்திற்கும் இடையே ஒரு வலுவான தொடர்பு உள்ளது. Fe4Al13-இன் கன அளவு சதவீதம் எவ்வளவு அதிகமாக இருக்கிறதோ, நுண்கடினத்தன்மையும் அவ்வளவு அதிகமாக இருக்கும்.