Wann Dir Stahl mat Aluminium verbënnt, bilden d'Reaktioun tëscht Fe an Al Atomer während dem Verbindungsprozess brécheleg intermetallesch Verbindungen (IMCs). D'Präsenz vun dësen IMCs limitéiert d'mechanesch Kraaft vun der Verbindung, dofir ass et néideg d'Quantitéit vun dëse Verbindungen ze kontrolléieren. De Grond fir d'Bildung vun IMCs ass datt d'Léisbarkeet vu Fe am Al schlecht ass. Wann et e gewësse Betrag iwwerschreift, kann et d'mechanesch Eegeschafte vun der Schweess beaflossen. IMCs hunn eenzegaarteg Eegeschafte wéi Hardness, limitéiert Duktilitéit an Zähegkeet, a morphologesch Features. Fuerschung huet festgestallt datt am Verglach mat aneren IMCs d'Fe2Al5 IMC Schicht allgemeng als déi bréchegst ugesi gëtt (11.8)± 1,8 GPa) IMC Phase, an ass och den Haaptgrond fir d'Reduktioun vun mechanesch Eegeschafte wéinst Schweess Echec. Dëse Pabeier ënnersicht de Remote Laser Schweess Prozess vun IF Stol an 1050 Al mat engem justierbaren Ring Modus Laser, an ënnersicht an Déift den Afloss vun Laser Strahl Form op d'Bildung vun intermetallic Verbindungen a mechanesch Eegeschafte. Andeems Dir de Kär / Ring Kraaftverhältnis ugepasst huet, gouf festgestallt datt ënner Leedungsmodus e Kär / Ringkraaftverhältnis vun 0,2 e bessere Schweess-Interface-Bindungsfläch erreechen kann an d'Dicke vum Fe2Al5 IMC wesentlech reduzéieren, an doduerch d'Schéierkraaft vum Gelenk verbesseren .
Dësen Artikel stellt den Afloss vun justierbaren Ring Modus Laser op d'Bildung vun intermetallic Verbindungen a mechanesch Eegeschafte während Remote Laser Schweess vun IF Stol an 1050 Al. D'Fuerschungsresultater weisen datt ënner Leedungsmodus e Kär/Ringkraaftverhältnis vun 0,2 e gréissere Schweißinterface-Verbindungsfläche bitt, wat duerch eng maximal Schéierkraaft vun 97,6 N/mm2 (gemeinsame Effizienz vun 71%) reflektéiert gëtt. Zousätzlech, am Verglach mat Gaussesche Strahlen mat engem Kraaftverhältnis méi wéi 1, reduzéiert dëst d'Dicke vun der Fe2Al5 intermetallescher Verbindung (IMC) wesentlech ëm 62% an d'total IMC-Dicke ëm 40%. Am Perforatiounsmodus goufen Rëss a manner Scherkraaft am Verglach zum Leedungsmodus beobachtet. Et ass derwäert ze bemierken datt eng bedeitend Kärverfeinerung an der Schweesssaum beobachtet gouf wann de Kär/Ringkraaftverhältnis 0,5 war.
Wann r = 0, gëtt nëmme Loopkraaft generéiert, wärend wann r = 1, nëmme Kärkraaft generéiert gëtt.
Schematesch Diagramm vun Muecht Verhältnis r tëscht Gaussian hëlze an annular hëlze
(a) Schweißgerät; (b) D'Tiefe an d'Breet vum Schweessprofil; (c) Schematesch Diagramm fir Probe an Armaturen ze weisen
MC Test: Nëmmen am Fall vum Gaussesche Strahl ass d'Schweißnaht ufanks am flachen Leedungsmodus (ID 1 an 2), an iwwergëtt dann zum deelweis penetréierende Lockhole Modus (ID 3-5), mat offensichtleche Rëss. Wann d'Réngkraaft vun 0 op 1000 W eropgaang ass, goufen et keng offensichtlech Rëss bei ID 7 an d'Tiefe vun der Eisenberäicherung war relativ kleng. Wann d'Ringkraaft eropgeet op 2000 an 2500 W (IDs 9 an 10), erhéicht d'Déift vun der räicher Eisenzone. Exzessiv knacken op 2500w Ring Muecht (ID 10).
MR Test: Wann d'Kärkraaft tëscht 500 an 1000 W (ID 11 an 12) ass, ass d'Schweißnaht am Leedungsmodus; Vergläicht ID 12 an ID 7, obwuel d'Gesamtkraaft (6000w) d'selwecht ass, implementéiert ID 7 e Sperrlochmodus. Dëst ass wéinst der bedeitender Ofsenkung vun der Kraaftdicht bei ID 12 wéinst der dominanter Loopcharakteristik (r = 0,2). Wann d'Gesamtkraaft 7500 W (ID 15) erreecht, kann de vollen Penetratiounsmodus erreecht ginn, a verglach mat den 6000 W, deen an ID 7 benotzt gëtt, gëtt d'Kraaft vum vollen Penetratiounsmodus wesentlech erhéicht.
IC Test: Duerchgefouert Modus (ID 16 an 17) gouf erreecht op 1500w Kär Muecht an 3000w an 3500w Ring Muecht. Wann d'Kärkraaft 3000w ass an d'Ringkraaft tëscht 1500w an 2500w ass (ID 19-20), erschéngen evident Rëss op der Interface tëscht räichem Eisen a räichem Aluminium, a bilden e lokalt penetréierend klengt Lachmuster. Wann de Ring Muecht 3000 an 3500w ass (ID 21 an 22), erreechen voll Pénétratioun Keyhole Modus.
Representativ Querschnittsbiller vun all Schweißidentifikatioun ënner engem opteschen Mikroskop
Figur 4. (eng) D'Relatioun tëscht ultimate tensile Kraaft (UTS) an Muecht Verhältnis an Schweess Tester; (b) D'total Muecht vun all Schweess Tester
Figur 5. (eng) Relatioun tëscht Aspekt Verhältnis an UTS; (b) D'Relatioun tëscht Ausdehnung an Pénétratiounsdéift an UTS; (c) Power Dicht fir all Schweess Tester
Figur 6. (ac) Vickers microhardness indentation contour Kaart; (df) Korrespondéiert SEM-EDS chemesch Spektrum fir representativ Leedungsmodus Schweess; (g) Schematesch Diagramm vun der Interface tëscht Stol an Aluminium; (h) Fe2Al5 an total IMC deck vun leit Modus Schweess
Figur 7. (ac) Vickers microhardness indentation contour Kaart; (df) Korrespondéiert SEM-EDS chemesche Spektrum fir representativ lokal Pénétratioun Perforatiounsmodus Schweißen
Figur 8. (ac) Vickers microhardness indentation contour Kaart; (df) Korrespondéiert SEM-EDS chemesche Spektrum fir representativ Vollpenetratioun Perforatiounsmodus Schweißen
Figur 9. EBSD Komplott weist de Kär Gréisst vun der Eisen räich Regioun (ieweschte Plack) am voll Pénétratioun perforation Modus Test, a quantifizéieren der Kär Gréisst Verdeelung
Figur 10. SEM-EDS Spektrum vun der Interface tëscht räich Eisen a räich Al
Dës Etude ënnersicht d'Effekter vun ARM Laser op d'Formation, Mikrostruktur, a mechanesch Eegeschafte vun IMC an IF Stol-1050 Al durchgang ongläiche Ronn Schweess Gelenker. D'Etude betruecht dräi Schweess Modus (Konduktioun Modus, lokal Pénétratioun Modus, a voll Pénétratioun Modus) an dräi ausgewielt Laser Strahl Formen (Gaussian beam, annular beam, an Gaussian annular beam). D'Fuerschungsresultater weisen datt d'Auswiel vum entspriechende Kraaftverhältnis vum Gaussesche Strahl an den annularesche Strahl e Schlësselparameter ass fir d'Bildung an d'Mikrostruktur vum internen modale Kuelestoff ze kontrolléieren, an doduerch d'mechanesch Eegeschafte vum Schweess maximéieren. Am Leedungsmodus gëtt e kreesfërmege Strahl mat engem Kraaftverhältnis vun 0,2 déi bescht Schweißstäerkt (71% Gelenkeffizienz). Am Perforatiounsmodus produzéiert de Gaussesche Strahl méi Schweißdéift a méi héicht Aspekt Verhältnis, awer d'Schweißintensitéit gëtt wesentlech reduzéiert. Den ringforme Strahl mat engem Kraaftverhältnis vun 0,5 huet e wesentlechen Impakt op d'Verfeinerung vu Stahlseitenkären an der Schweesssaum. Dëst ass wéinst der ënneschter Biergspëtzten Temperatur vun der annular hëlze zu enger méi séier Ofkillung Taux, an de Wuesstem Restriktioun Effekt vun Al solute Migratioun Richtung den ieweschten Deel vun der Schweess seam op der kornstruktur. Et gëtt eng staark Korrelatioun tëscht Vickers Mikrohardheet an Thermo Calc seng Viraussetzung vum Phasevolumen Prozentsaz. Wat méi grouss ass de Volumen Prozentsaz vu Fe4Al13, wat méi héich ass d'Mikrohardheet.
Post Zäit: Jan-25-2024
