Qeydakirina Tîrêjên Lazerê, bi taybetmendiyên xwe yên leza bilind, rastbûna bilind û bêtemas, bi berfirehî di warên wekî otomobîl, hewavanî û cîhazên elektronîkî de tê sepandin, bi taybetî di girêdana materyalên ne wekhev de avantajên bêhempa nîşan dide. Lêbelê, şikestinên hişkbûnê (Solidification Cracking) ên ku di dema pêvajoya kaynakirinê de çêdibin yek ji kêmasiyên sereke ne ku sepandina wê ya pîşesaziyê sînordar dikin. Ev şikestin bi gelemperî di dawiya hişkbûnê de di herêma hevgirtinê (Fusion Zone) de çêdibin, ji ber bandorên hevbeş ên stresa germî, piçûkbûna hişkbûnê û fîlima şil li ser sînorên dendikan têne çalak kirin, taybetmendiyên mekanîkî û temenê westandina girêdanê bi girîngî kêm dikin.
1. Mekanîzmaya avakirinê
Mekanîzma bingehîn a şikestinên hişkbûnê di fîlma şileya mayî de li sînorên dendikan di dawiya hişkbûnê de ye. Di dema pêvajoya hişkbûnê de, hewza helandî li sê deveran tê dabeş kirin: herêma şileya azad, herêma şileya sînorkirî, û herêma hişk, wekî ku di Wêne 1 de tê xuyang kirin. Di herêma şileya sînorkirî de, herikîna şileyê tê asteng kirin û nikare telafîkirina zexta ku ji ber piçûkbûna hişkbûnê çêdibe, bike, ku di encamê de dibe sedema veqetandina sînorê dendikan. Rêjeya enerjiya sînorê dendikan (γgb) bi enerjiya navrûya şileya hişk-hişk (γsl) aramiya fîlma şilek diyar dike: heke γgb < 2γsl be, fîlma şilek ne aram e û hevgirtina dendikan çêdibe; berevajî vê, fîlma şilek aram e û destpêkirina şikestinê meyla çêbûna şikestinan heye.
Herwiha, çêbûna şikestinên hişkbûnê bi taybetmendiyên metalurjîk ên materyalan ve jî girêdayî ye. Materyalên cûda xwedî taybetmendiyên hişkbûnê yên cuda ne, wek rêza germahiya hişkbûnê, rêjeya piçûkbûna hişkbûnê, û belavbûna hêmanên alloy, û hwd. Ev taybetmendî bandorê li hesasiyeta şikestinan dikin. Mînakî, di materyalên ku hejmareke mezin ji qonaxên eutektîk ên xala helandinê ya nizm dihewînin de, hesasiyeta şikestinên hişkbûnê bilindtir e ji ber ku ev qonaxên eutektîk di dema hişkbûnê de meyla wan heye ku fîlmên şilek ên domdar çêbikin, bi vî rengî çêbûna şikestinan zêde dikin.
Di demapêvajoya weldingê ya lazerê, parametreyên kaynakirinê yên wekî hêza lazerê, leza kaynakirinê, û mezinahiya xalê jî bandorê li ser çêbûna şikestinên hişkkirinê dikin. Ev parametre bandorê li ser têketina germê û gradyana germahiyê di dema pêvajoya kaynakirinê de dikin, bi vî rengî avahiya hişkkirinê û morfolojiya dendikê diguherînin. Mînakî, hêza lazerê ya bilindtir û leza kaynakirinê ya kêmtir dibin sedema têketina germê ya mezintir û rêjeya sarbûnê ya hêdîtir, ku mezinbûna krîstalên stûnî pêş dixe û hesasiyeta şikestinê zêde dike. Berevajî vê, hêza lazerê ya kêmtir û leza kaynakirinê ya bilindtir dibin sedema têketina germê ya kêmtir û rêjeya sarbûnê ya zûtir, ku çêbûna krîstalên wekhev hêsan dike û hesasiyeta şikestinê kêm dike.
2. Tedbîrên tepeserkirinê
Ji bo tepeserkirina bi bandor a şikestinên hişkbûnê di nav deqayimkirina lazerê, lêkolîneran stratejiyên cûrbecûr pêşniyar kirine, ku bi giranî li ser kontrolkirina avahiya genim, baştirkirina parametreyên weldingê û baştirkirina taybetmendiyên materyalê disekinin. Bi safîkirina avahiya genim, hejmara sînorên genim dikare were zêdekirin, û giraniya giraniya stresê dikare were kêmkirin, bi vî rengî çêbûna şikestinan kêm dibe. Lêkolînan nîşan daye ku bi karanîna teknolojiya osîlasyona tîrêjên lazer, krîstalên stûnî dikarin bêyî zêdekirina materyalên din veguherînin krîstalên hevseng ên hûr. Osîlasyona tîrêjên lazer dikare enerjiya lazerê belav bike, bibe sedema ku hewza helandî turbulansê çêbike, bi vî rengî rêça mezinbûna krîstalên stûnî dişkîne û çêbûna krîstalên hevseng pêşve dixe, wekî ku di Wêne 3 de tê xuyang kirin. Wekî din, osîlasyona tîrêjên lazer dikare firehiya hewza helandî zêde bike, gradyana germahiyê kêm bike, û dema hişkbûna hewza helandî dirêj bike, ku ji bo belavbûna çareseran û dagirtina fîlmên şile guncan e, bi vî rengî hesasiyeta şikestinên hişkbûnê bi girîngî kêm dike.
Belavkirina fîlmên şile yên sînorê dendikan di bin şeklên cûda yên hewzê de.
Nexşeya şematîk a hewza helandî ya weldingê, a, b) bê lerzîn, c, d) lerzîna alî, e, f) lerzîna dirêjahî, g, h) lerzîna dorhêl.
Ji bilîtîrêjên lazerêTeknolojiya osîlasyonê, bi karanîna çavkaniyên lazerê yên dualî jî yek ji rêbazên bibandor e ji bo tepeserkirina şikestinên hişkkirinê. Çavkaniyên lazerê yên dualî dikarin bi rêya çêtirkirina çerxa germî veguherîna ji krîstalên stûnî bo krîstalên wekhev pêk bînin, bi vî rengî mezinahiya dendikan û giraniya zorê kêm bikin. Mînakî, dema ku lazera CO₂ wekî çavkaniya germê ya sereke û lazera pulsasyonê ya Nd:YAG wekî çavkaniya germê ya alîkar tê bikar anîn, di dema weldingê de çerxek germî ya çêtirkirî dikare were çêkirin, ku avakirina krîstalên wekhev pêşve dixe û hesasiyeta şikestinên hişkkirinê kêm dike, wekî ku di Wêne 4 de tê xuyang kirin.
Çêtirkirina parametreyên kaynakirinê jî rêbazek girîng e ji bo tepeserkirina şikestinên hişkbûnê. Bi rêkxistina parametreyên wekî hêza lazerê, leza kaynakirinê û mezinahiya xalê, têketina germê û gradyana germahiyê di dema pêvajoya kaynakirinê de dikare were kontrol kirin, bi vî rengî bandorê li avahiya hişkbûnê û morfolojiya danan dike. Lêkolînan nîşan dane ku dermankirina pêşgermkirinê dikare rêjeya sarbûnê kêm bike, avakirina krîstalên wekhev pêşve bibe, û bi vî rengî hesasiyeta şikestinên hişkbûnê kêm bike, wekî ku di Wêne 5 de tê xuyang kirin. Wekî din, rêbazên wekî karanîna kaynakirina lazerê ya pulsasyonkirî û zêdekirina leza kaynakirinê dikarin veguherîna ji krîstalên stûnî bo krîstalên wekhev bi guhertina têketina germê û rêjeya sarbûnê jî bi dest bixin, bi vî rengî hesasiyeta şikestinan kêm bikin.
Wêne 5. a) Negermkirî, b) Dendikên wekhevkirî yên ku berê di 300°C de hatine germkirin.
Dema ku materyalên ne wekhev bi lazeran tên qelandin, ji ber cudahîyên girîng ên di taybetmendiyên fîzîkî û kîmyewî yên di navbera materyalan de, pêkhateyên navmetalî yên şikestî meyla çêbûna wan heye, ku ev yek ji sedemên sereke yên şikestinên hişkbûnê ne. Ji ber vê yekê, sererastkirina parametre û mîhengên lazerê ji bo kêmkirina çêbûn an jî mîqdara pêkhateyên navmetalî jî stratejiyeke girîng e ji bo tepeserkirina şikestinên hişkbûnê. Mînakî, di qelandina lazerê ya materyalên ne wekhev ên sifir-aluminiumê de, bi kontrolkirina dûrketina tîrêjê lazerê û leza qelandinê, rêjeya tevlihevkirina sifir û aluminiumê di hewza helandî de dikare were kêmkirin, bi vî rengî çêbûna pêkhateyên navmetalî yên şikestî kêm dibe û hesasiyeta şikestinan kêm dibe. Wekî din, karanîna materyalên dagirtinê dikare performansa girêdana qelandî jî baştir bike û çêbûna şikestinan kêm bike. Materyalên dagirtinê dikarin çêbûna pêkhateyên navmetalî bi guhertina pêkhate û mîkroavakirina girêdana qelandî kêm bikin û hişkbûna girêdana qelandî baştir bikin.
Şikestinên hişkkirinê yek ji kêmasiyên hevpar ên di pêvajoyên kaynakirina lazerê de ne. Mekanîzmaya wan a çêbûna wan tevlihev e û têkiliya gelek faktoran dihewîne wekî germî, mekanîk û metalurjî. Bi lêkolînek kûr a mekanîzmaya çêbûna şikestinên hişkkirinê, bingehek teorîk dikare ji bo tepeserkirina şikestinan were peyda kirin. Di salên dawî de, lêkolîneran stratejiyên cûrbecûr pêşniyar kirine da ku şikestinên hişkkirinê tepeser bikin, ku bi giranî li ser kontrolkirina avahiya genim, çêtirkirina parametreyên kaynakirinê û baştirkirina taybetmendiyên materyalê disekinin. Pratîkê îspat kiriye ku ev stratejî dikarin bi bandor hesasiyeta şikestinên hişkkirinê heya radeyekê kêm bikin û kalîte û pêbaweriya kaynakirina lazerê baştir bikin. Lêbelê, ji ber tevlihevî û cihêrengiya pêvajoya kaynakirina lazerê, hîn jî hin kêmasî di lêkolînên heyî de hene. Mînakî, ji bo mekanîzmayên astengkirina şikestinên hişkkirinê di bin materyal û şert û mercên kaynakirinê yên cûda de, hîn jî lêkolînên kûrtir hewce ne.
Dema şandinê: 20ê Adarê-2025
