Difetti Komuni fl-Iwweldjar bil-Laser tal-Liga tal-Aluminju

Difetti Komuni fiIwweldjar bil-Laser tal-Liga tal-Aluminju

Kemm jekk iwweldjar awtoġenu bil-lejżer jewiwweldjar ibridu bil-lejżer-arkjintuża għal-ligi tal-aluminju, hemm xi kwistjonijiet tekniċi komuni, jiġifieri, jistgħu jseħħu difetti jekk il-parametri tal-proċess u l-kundizzjonijiet tal-iwweldjar ikunu metallurġiċimhux xieraq. L-Id-difetti fil-ġonot tal-liga tal-aluminju jinkludu prinċipalment żewġ tipi: porożità tal-weldjatura u xquq sħan tal-weldjatura. Minbarra l-porożità u xquq sħan, difetti bħal undercut u formazzjoni ħażina tan-naħa ta' wara jeżistu wkoll fl-iwweldjar bil-lejżer tal-ligi tal-aluminju. Meta mqabbla mal-porożità tal-weldjatura, il-probabbiltà ta' xquq tal-iwweldjar (viżibbli għall-għajn jew taħt ingrandiment baxx) mhijiex għolja. Madankollu, minħabba li x-xquq huma aktar perikolużi, JIS Z 3105 jistipula li ladarba tiġi skoperta xquq f'weldjatura, il-weldjatura għandha tiġi ġġudikata bħala Klassi IV. Undercut, formazzjoni ħażina tan-naħa ta' wara u difetti oħra huma l-aktar difetti serji kkawżati minn kontroll mhux xieraq tal-veloċità jew parametri tal-proċess li ma jaqblux. Difetti bħal dawn ġeneralment jidhru fl-istadju tal-esplorazzjoni u d-debugging tal-proċess, u rarament iseħħu f'operazzjonijiet normali ta' produzzjoni attwali. Għalhekk, il-porożità hija tip ta' difett li huwa aktar ta' ħsara fl-iwweldjar bil-lejżer tal-ligi tal-aluminju u fis-servizz ta' strutturi wweldjati, u huwa diffiċli li jiġi eliminat b'mod fundamentali.

1. Porożità

Il-porożità hija l-aktar difett komuni u ewlieni fil-volumiwweldjar bil-lejżer ta' ligi tal-aluminju, b'daqsijiet li jvarjaw minn mijiet ta' mikroni sa diversi millimetri. Il-mekkaniżmu tal-formazzjoni tiegħu għadu mhux ċar għal kollox. Il-porożità mhux biss iddgħajjef is-sezzjoni effettiva tax-xogħol tal-weldjatura, iżda tikkawża wkoll konċentrazzjoni tal-istress, u b'hekk tnaqqas is-saħħa dinamika u l-prestazzjoni tal-għeja tal-ġonta wweldjata.

Meta liga tal-aluminju ddub f'ambjent li fih l-idroġenu, il-kontenut intern ta' idroġenu tagħha jista' jilħaq aktar minn 0.69 ml/100g, iżda wara li l-liga tissolidifika, is-solubilità tal-idroġenu tagħha f'ekwilibriju hija massimu ta' 0.036 ml/100g. Ġeneralment huwa maħsub li matul il-proċess tat-tkessiħ tal-iwweldjar bil-lejżer, is-solubilità tal-idroġenu tonqos sew, u l-preċipitazzjoni tal-idroġenu supersaturat tifforma porożità tal-idroġenu. L-evaporazzjoni ta' elementi ta' liga b'punt ta' tidwib baxx u pressjoni għolja tal-fwar tista' twassal ukoll għal porożità, li tissejjaħ porożità metallurġika. Barra minn hekk, id-disturb tar-raġġ tal-lejżer u l-instabbiltà tat-toqba taċ-ċavetta jistgħu wkoll jiffurmaw porożità, iżda tali porożità għandha forma irregolari u tista' tissejjaħ porożità indotta mill-proċess. Minħabba l-attività kimika għolja tal-ligi tal-aluminju, film tal-ossidu jiġi ffurmat faċilment fuq il-wiċċ. Waqt l-iwweldjar, l-ilma kristallin u l-ilma kkombinat li jiddekomponu mill-film tal-ossidu fuq il-wiċċ tal-liga tal-aluminju, flimkien mal-umdità fl-arja u l-gass protettiv, jiddekomponu direttament biex jipproduċu idroġenu fiż-żona ta' temperatura għolja taħt l-azzjoni tal-lejżer. Dawn il-gassijiet tal-idroġenu jistgħu jew jippreċipitaw waqt it-tkessiħ u s-solidifikazzjoni tal-ġabra mdewba biex jiffurmaw bżieżaq jew jiġġeneraw direttament bżieżaq fuq il-film tal-ossidu mhux imdewweb kompletament. Minħabba l-gravità speċifika baxxa tal-ligi tal-aluminju, il-veloċità tat-tlugħ tal-bżieżaq fil-ġabra mdewba hija bil-mod. Barra minn hekk, il-ligi tal-aluminju għandhom konduttività termali qawwija, u l-veloċità tat-tkessiħ u s-solidifikazzjoni tal-ġabra mdewba hija estremament mgħaġġla. Xi bżieżaq ma jistgħux jaħarbu fil-ħin u jibqgħu fil-weldjatura, u b'hekk jiffurmaw porożità metallurġika. Studji wrew li l-gass ewlieni fil-porożità tal-weldjaturi tal-liga tal-aluminju huwa l-idroġenu, għalhekk il-porożità fil-weldjaturi tal-liga tal-aluminju xi kultant tissejjaħ porożità tal-idroġenu. Meta tosserva l-ksur tal-porożità taħt mikroskopju elettroniku tal-iskannjar, il-porożità l-aktar tippreżenta morfoloġija sferika bit-truf dendritiċi rranġati sewwa ta 'kristalli dendritiċi, u l-ħajt ta' ġewwa huwa lixx, nadif u ħieles minn traċċi ta 'ossidazzjoni. L-eżistenza ta 'porożità mhux biss tnaqqas il-kompattezza tal-weldjatura u l-kapaċità tal-ġarr tal-ġonta, iżda tnaqqas ukoll is-saħħa u l-plastiċità tal-ġonta fi gradi differenti.

2. Xquq Sħan

Xquq sħan (inklużi xquq tas-solidifikazzjoni u xquq tal-likwazzjoni) jiffurmaw matul il-proċess ta' solidifikazzjoni tal-metall imdewweb u huma wieħed mit-tipi ta' difetti komuni fl-iwweldjar bil-lejżer tal-ligi tal-aluminju. L-aktar karatteristika ovvja tal-morfoloġija tal-ksur tax-xquq tas-solidifikazzjoni hija li l-wiċċ tal-ksur huwa magħmul minn żona kbira ta' ġebel granulari lixx iżda irregolari jew strutturi simili għall-patata, u l-wiċċ spiss iżomm ewtetiċi intergranulari b'punt ta' tidwib baxx jew tinjiet ta' film likwidu, kif ukoll traċċi ta' ksur fraġli tad-dendriti. Il-morfoloġija tal-ksur tax-xquq tal-likwazzjoni hija simili għal dik tax-xquq tas-solidifikazzjoni, iżda għandha l-karatteristiċi ta' ksur intergranulari f'temperatura għolja jew ksur tas-solidifikazzjoni. Fil-ksur tal-għeja ta' ġonot iwweldjati bil-fużjoni taħt tagħbija ta' għeja, is-sorsi ta' xquq tal-għeja kkawżati minn xquq sħan bħal dawn huma wkoll komuni. Il-kawżi ta' xquq sħan fl-iwweldjar bil-lejżer tal-ligi tal-aluminju huma prinċipalment relatati mal-karatteristiċi u l-proċessi tal-iwweldjar tagħhom stess. Il-ligi tal-aluminju għandhom rata kbira ta' jinxtorob waqt is-solidifikazzjoni (sa 5%), li tirriżulta fi stress u deformazzjoni kbar tal-iwweldjar; Barra minn hekk, strutturi ewtettiċi b'punt ta' tidwib baxx huma ffurmati tul il-konfini tal-qamħ waqt is-solidifikazzjoni tal-metall iwweldjat, li jdgħajjef il-forza ta' twaħħil tal-konfini tal-qamħ, u b'hekk jifforma xquq sħan taħt l-azzjoni tal-istress tensili. Barra minn hekk, il-morfoloġiji tax-xquq fl-iwweldjar bil-lejżer tal-ligi tal-aluminju jistgħu jiġu mqassra fil-kategoriji li ġejjin: xquq fiċ-ċentru tal-iwweldjar; xquq fil-linja tal-fużjoni tal-iwweldjar; xquq intergranulari fil-iwweldjar; xquq ta' likwazzjoni fiż-żona affettwata mis-sħana; xquq ikkawżati minn films tal-ossidu; u mikroxquq intergranulari.

Barra minn hekk, protezzjoni fqira waqt l-iwweldjar tikkawża li l-metall iwweldjat jirreaġixxi mal-gassijiet fl-arja, u l-inklużjonijiet iffurmati huma wkoll sorsi potenzjali ta' xquq. It-tip u l-kwantità ta' elementi ta' liga għandhom influwenza kbira fuq it-tendenza ta' xquq bis-sħana waqt l-iwweldjar tal-liga tal-aluminju. Ġeneralment, il-ligi tal-aluminju tas-serje Al-Si u Al-Mn għandhom iwweldabbiltà tajba u mhumiex faċli biex jipproduċu xquq bis-sħana; filwaqt li l-ligi tal-aluminju tas-serje Al-Mg, Al-Cu u Al-Zn għandhom tendenzi ta' xquq bis-sħana relattivament għoljin. It-tendenza ta' xquq bis-sħana tista' titnaqqas billi jiġu aġġustati l-parametri tal-proċess tal-iwweldjar biex jiġu kkontrollati r-rati tat-tisħin u t-tkessiħ. B'mod ġenerali, it-tendenza ta' xquq bis-sħana tal-iwweldjar ibridu bil-lejżer-ark hija aħjar minn dik tal-iwweldjar bil-wajer tal-mili bil-lejżer, u t-tendenza ta' xquq bis-sħana tal-iwweldjar bil-wajer tal-mili bil-lejżer hija aħjar minn dik tal-iwweldjar awtoġenu bil-lejżer.

3. Undercut u Burn-Through

Il-ligi tal-aluminju għandhom enerġija ta' jonizzazzjoni baxxa, u l-plażma fotoindotta hija suxxettibbli għal sħana żejda u espansjoni waqt l-iwweldjar, li tirriżulta fi proċessi ta' wweldjar instabbli. Barra minn hekk, il-ligi tal-aluminju likwidi għandhom fluwidità tajba u tensjoni tal-wiċċ baxxa. Biex tittejjeb il-penetrazzjoni, ħafna drabi jkunu meħtieġa rata ta' fluss ta' gass protettiv akbar u qawwa tal-ħruġ tal-lejżer, li tiddeterjora l-istabbiltà tal-proċess tal-iwweldjar, u tikkawża li l-ġabra mdewba tvarja b'mod vjolenti taħt pressjoni u faċilment twassal għal difetti bħal undercut u burn-through. Il-formabilità tan-naħa ta' wara tal-pjanċi tal-liga tal-aluminju wweldjati bil-lejżer tista' tittejjeb b'mod effettiv billi tiġi installata pjanċa tar-ram imkessħa bl-ilma fuq wara tal-weldjatura.

4. Inklużjoni tal-Gagazza

Tip ieħor ta' difett li spiss iseħħ fl-iwweldjar tal-karozzerija tal-karozzi huwa l-inklużjoni tal-gagazza tal-iwweldjar. Studji wrew li l-inklużjoni tal-gagazza ġejja prinċipalment minn ossidi fuq il-wiċċ tal-iwweldjar u l-wajers tal-iwweldjar, kif ukoll minn proċessi instabbli fil-lokalizzazzjoni tal-materjali tal-liga tal-aluminju. Għalhekk, il-manifatturi tal-materjali tal-liga tal-aluminju għandhom isaħħu l-innovazzjoni teknoloġika u jtejbu l-proċessi tal-ikkastjar biex jimminimizzaw il-kontenut ta' impuritajiet u idroġenu fil-materja prima u jtejbu l-istabbiltà tal-kwalità tal-prodotti.