Dema ku pola bi alumînyûmê ve tê girêdan, reaksiyona di navbera atomên Fe û Al de di dema pêvajoya girêdanê de pêkhateyên navmetalî yên şikestî (IMC) çêdike. Hebûna van IMC-yan hêza mekanîkî ya girêdanê sînordar dike, ji ber vê yekê pêdivî ye ku mîqdara van pêkhateyan were kontrol kirin. Sedema çêbûna IMC-yan ew e ku çareseriya Fe di Al de nebaş e. Ger ji mîqdarek diyarkirî derbas bibe, dibe ku bandorê li taybetmendiyên mekanîkî yên qalibê bike. IMC xwedî taybetmendiyên bêhempa ne wekî hişkbûn, nermbûn û hişkbûna sînorkirî, û taybetmendiyên morfolojîk. Lêkolînan dîtiye ku li gorî IMC-yên din, qata IMC-ya Fe2Al5 bi berfirehî wekî ya herî şikestî tê hesibandin (11.8± 1.8 GPa) qonaxa IMC, û di heman demê de sedema sereke ya kêmbûna taybetmendiyên mekanîkî ji ber têkçûna weldingê ye. Ev gotar pêvajoya weldingê ya bi lazerê ya dûr a pola IF û aluminium 1050 bi karanîna lazerek moda zengilê ya verastkirî lêkolîn dike, û bandora şeklê tîrêjê lazerê li ser çêbûna pêkhateyên navbermetalîk û taybetmendiyên mekanîkî bi kûrahî lêkolîn dike. Bi verastkirina rêjeya hêza navik/zengilê, hat dîtin ku di bin moda konduksiyonê de, rêjeya hêza navik/zengilê ya 0.2 dikare rûbera girêdana navrûya weldingê ya çêtir bi dest bixe û qalindahiya Fe2Al5 IMC bi girîngî kêm bike, bi vî rengî hêza birînê ya girêdanê baştir bike.
Ev gotar bandora lazerê ya moda zengila verastkirî li ser çêbûna pêkhateyên navbermetalî û taybetmendiyên mekanîkî di dema kaynakirina lazerê ya ji dûr ve ya pola IF û aluminium 1050 de dide nasîn. Encamên lêkolînê nîşan didin ku di bin moda konduksîyonê de, rêjeya hêza navik/zengilê ya 0.2 rûbera girêdana navrûya kaynakirinê ya mezintir peyda dike, ku ev yek bi hêza herî zêde ya birînê ya 97.6 N/mm2 (karîgeriya hevbeş a 71%) tê nîşandan. Wekî din, li gorî tîrêjên Gaussian ên bi rêjeya hêzê ya ji 1 mezintir, ev bi girîngî stûriya pêkhateya navbermetalî ya Fe2Al5 (IMC) bi 62% û stûriya giştî ya IMC bi 40% kêm dike. Di moda perforasyonê de, şikestin û hêza birînê ya kêmtir li gorî moda konduksîyonê hatin dîtin. Hêjayî gotinê ye ku dema ku rêjeya hêza navik/zengilê 0.5 bû, paqijkirina girîng a genim di dirûna kaynakirinê de hate dîtin.
Dema r=0 be, tenê hêza çerxê tê çêkirin, lê dema r=1 be, tenê hêza bingehîn tê çêkirin.
Nexşeya şematîk a rêjeya hêzê r di navbera tîrêja Gaussî û tîrêja halqeyî de
(a) Amûra kaynakirinê; (b) Kûrahî û firehiya profîla kaynakirinê; (c) Nexşeya şematîk a nîşandana mîhengên nimûne û amûran
Testa MC: Tenê di rewşa tîrêjên Gaussî de, dirûna kaynakê di destpêkê de di moda rêvebirina kêm kûr de ye (ID 1 û 2), û dûv re derbasî moda qula kilîtkirî ya qismî dibe (ID 3-5), û şikestinên eşkere xuya dibin. Dema ku hêza zengilê ji 0 heta 1000 W zêde bû, li ID 7 şikestinên eşkere tunebûn û kûrahiya dewlemendkirina hesin nisbeten piçûk bû. Dema ku hêza zengilê digihîje 2000 û 2500 W (ID 9 û 10), kûrahiya herêma hesinê dewlemend zêde dibe. Şikestinên zêde li hêza zengilê ya 2500w (ID 10).
Testa MR: Dema ku hêza bingehîn di navbera 500 û 1000 W de be (ID 11 û 12), dirûna kaynakê di moda konduksiyonê de ye; Dema ku ID 12 û ID 7 têne berhev kirin, her çend hêza giştî (6000w) wekhev be jî, ID 7 moda qulika kilîtkirinê pêk tîne. Ev ji ber kêmbûna girîng a dendika hêzê li ID 12 ji ber taybetmendiya çerxa serdest (r=0.2) ye. Dema ku hêza giştî digihîje 7500 W (ID 15), moda penetrasyona tevahî dikare were bidestxistin, û li gorî 6000 W-ya ku di ID 7-ê de tê bikar anîn, hêza moda penetrasyona tevahî bi girîngî zêde dibe.
Testa IC: Moda rêberkirî (ID 16 û 17) bi hêza navikê ya 1500w û hêza zengilê ya 3000w û 3500w hate bidestxistin. Dema ku hêza navikê 3000w be û hêza zengilê di navbera 1500w û 2500w de be (ID 19-20), li ser rûbera di navbera hesinê dewlemend û alumînyûma dewlemend de şikestinên eşkere xuya dibin, û şêweyek qulên piçûk ên herêmî çêdikin. Dema ku hêza zengilê 3000 û 3500w be (ID 21 û 22), moda qulên mifteyê ya tevahî tê bidestxistin.
Wêneyên nûner ên xaçerêyî yên her nasnameya weldingê di bin mîkroskopa optîkî de
Wêne 4. (a) Têkiliya di navbera hêza kişandina dawî (UTS) û rêjeya hêzê de di ceribandinên kaynakê de; (b) Hêza giştî ya hemû ceribandinên kaynakê
Wêne 5. (a) Têkiliya di navbera rêjeya aliyan û UTS de; (b) Têkiliya di navbera dirêjkirin û kûrahiya penetrasyonê û UTS de; (c) Densiya hêzê ji bo hemî ceribandinên kaynakirinê
Wêne 6. (ac) Nexşeya kontûra çîpkirina mîkrohişkiya Vickers; (df) Spektrên kîmyewî yên SEM-EDS yên têkildar ji bo kaynakirina moda konduktîf a temsîlî; (g) Diyagrama şematîk a rûbera navbera pola û aluminiumê; (h) Fe2Al5 û stûriya tevahî ya IMC ya kaynakirina moda konduktîf
Wêne 7. (ac) Nexşeya kontûra çîpkirina mîkrohişkiya Vickers; (df) Spektrumê kîmyewî yê SEM-EDS-ê yê têkildar ji bo kaynakirina moda perforasyonê ya penetrasyona herêmî ya temsîlkar
Wêne 8. (ac) Nexşeya kontûra çîpkirina mîkrohişkiya Vickers; (df) Spektrumê kîmyewî yê SEM-EDS-ê yê têkildar ji bo kaynakirina moda perforasyonê ya penetrasyona tevahî ya temsîlî
Wêne 9. Nexşeya EBSD mezinahiya dendikê ya herêma dewlemend bi hesin (plaqeya jorîn) di ceribandina moda qulkirina penetrasyona tevahî de nîşan dide, û belavkirina mezinahiya dendikê diyar dike.
Wêne 10. Spektrên SEM-EDS yên rûbera navbera hesinê dewlemend û alumînyûma dewlemend
Ev lêkolîn bandorên lazera ARM li ser avakirin, mîkroavahî û taybetmendiyên mekanîkî yên IMC di girêdanên qalibkirî yên cuda yên hevbendiya aluminiumê ya pola IF-1050 de lêkolîn kir. Lêkolînê sê modên qalibkirinê (moda rêvebirinê, moda penetrasyona herêmî, û moda penetrasyona tevahî) û sê şeklên tîrêjên lazer ên bijartî (tîrêjên Gaussî, tîrêjên halqeyî, û tîrêjên halqeyî yên Gaussî) li ber çavan girt. Encamên lêkolînê nîşan didin ku hilbijartina rêjeya hêza guncaw a tîrêjên Gaussî û tîrêjên halqeyî parametreyek sereke ye ji bo kontrolkirina avakirin û mîkroavahîya karbona modal a navxweyî, bi vî rengî taybetmendiyên mekanîkî yên qalibkirinê herî zêde dike. Di moda rêvebirinê de, tîrêjek dorhêl bi rêjeya hêzê ya 0.2 hêza qalibkirinê ya çêtirîn (71% karîgeriya girêdanê) peyda dike. Di moda perforasyonê de, tîrêjên Gaussî kûrahiya qalibkirinê ya mezintir û rêjeya aliyê bilindtir çêdike, lê şiddeta qalibkirinê bi girîngî kêm dibe. Tîrêjên halqeyî bi rêjeya hêzê ya 0.5 bandorek girîng li ser paqijkirina dendikên alî yên pola di dirûna qalibkirinê de dike. Ev ji ber germahiya lûtkeya nizm a tîrêja halqeyî ye ku dibe sedema rêjeyek sarbûnê ya zûtir, û bandora sînordarkirina mezinbûnê ya koçberiya madeya Al ber bi beşa jorîn a dirûna qelandinê ve li ser avahiya genim e. Di navbera mîkrohişkiya Vickers û pêşbîniya Thermo Calc a ji sedî qebareya qonaxê de têkiliyek xurt heye. Çiqas rêjeya qebareya Fe4Al13 mezintir be, mîkrohişkî ew qas bilindtir dibe.
Dema weşandinê: 25ê rêbendana 2024an
