د فولادو المونیم لیزر ویلډډ لیپ بندونو کې د انټرمیټالیک مرکبونو په جوړښت او میخانیکي ملکیتونو کې د انرژي تنظیم وړ کنډول ځای لیزر نفوذ

کله چې فولاد له المونیم سره وصل کړئ، د اتصال پروسې په جریان کې د Fe او Al اتومونو تر مینځ عکس العمل د مات شوي انټرمیټالیک مرکبات (IMCs) رامینځته کوي. د دې IMCs شتون د پیوستون میخانیکي ځواک محدودوي نو له همدې امله اړینه ده چې د دې مرکبونو مقدار کنټرول شي. د IMCs د جوړولو دلیل دا دی چې په Al کې د Fe محلول ضعیف دی. که دا د یوې ټاکلې اندازې څخه ډیر وي، دا ممکن د ویلډ میخانیکي ملکیت اغیزه وکړي. IMCs ځانګړي ځانګړتیاوې لري لکه سختۍ، محدود نرموالی او سختۍ، او مورفولوژیکي ځانګړتیاوې. څیړنې موندلې چې د نورو IMCs په پرتله، د Fe2Al5 IMC طبقه په پراخه کچه خورا خرابه ګڼل کیږي (11.8.± 1.8 GPa) د IMC مرحله، او د ویلډینګ ناکامۍ له امله د میخانیکي ملکیتونو د کمښت اصلي لامل هم دی. دا مقاله د IF فولاد او 1050 المونیم د ریموټ لیزر ویلډینګ پروسه د تنظیم وړ حلقوي موډ لیزر په کارولو سره تحقیق کوي ، او د انټر میټالیک مرکباتو او میخانیکي ملکیتونو رامینځته کولو باندې د لیزر بیم شکل اغیزې ژوره څیړي. د کور / حلقوي بریښنا تناسب تنظیم کولو سره، دا وموندل شوه چې د کنډکشن حالت لاندې، د 0.2 اصلي / حلقوي بریښنا تناسب کولی شي د ویلډ انټرفیس بانډینګ سطحې ساحه ښه ترلاسه کړي او د Fe2Al5 IMC ضخامت د پام وړ کم کړي، په دې توګه د ګډ شین ځواک ښه کوي. .

دا مقاله د IF سټیل او 1050 المونیم ریموټ لیزر ویلډینګ په جریان کې د انټر میټالیک مرکبونو او میخانیکي ملکیتونو رامینځته کولو باندې د تنظیم وړ حلقوي حالت لیزر نفوذ معرفي کوي. د څیړنې پایلې ښیي چې د کنډکشن حالت لاندې، د 0.2 اصلي / حلقوي بریښنا تناسب د لوی ویلډ انٹرفیس بانډینګ سطحه ساحه چمتو کوي، کوم چې د 97.6 N/mm2 د اعظمي شییر ځواک لخوا منعکس کیږي (د 71٪ ګډ موثریت). برسېره پردې، د 1 څخه ډیر د بریښنا تناسب سره د Gaussian بیمونو په پرتله، دا د پام وړ د Fe2Al5 انټرمیټالیک مرکب (IMC) ضخامت 62٪ او د IMC ټول ضخامت 40٪ کموي. د سوراخ کولو حالت کې، د کنډکشن حالت په پرتله درزونه او د ټیټ سییر ځواک لیدل شوي. د یادولو وړ ده چې د پام وړ د غلو ریفورم په ویلډ سیم کې لیدل شوی کله چې د اصلي / حلقوي بریښنا تناسب 0.5 و.

کله چې r = 0 وي، یوازې لوپ بریښنا تولید کیږي، پداسې حال کې چې کله r = 1، یوازې اصلي بریښنا تولید کیږي.

د ګازی بیم او کنال بیم تر مینځ د بریښنا تناسب r سکیمیک ډیاګرام

(a) د ویلډینګ وسیله؛ (b) د ویلډ پروفایل ژوروالی او عرض؛ (c) د نمونې او فکسچر ترتیباتو ښودلو سکیمیک ډیاګرام

د MC ټیسټ: یوازې د ګاسین بیم په حالت کې، ویلډ سیم په پیل کې د ټیټ کنډکشن حالت (ID 1 او 2) کې وي، او بیا په جزوي توګه د ننوتلو لاک هول حالت (ID 3-5) ته لیږدول کیږي، چې ښکاره درزونه ښکاري. کله چې د حلقوي ځواک له 0 څخه تر 1000 W پورې لوړ شو، په ID 7 کې هیڅ څرګند درزونه نه وو او د اوسپنې د غني کولو ژوروالی نسبتا کوچنی و. کله چې د حلقوي ځواک 2000 او 2500 W (IDs 9 او 10) ته لوړ شي، د بډایه اوسپنې زون ژوروالی زیاتیږي. په 2500w حلقوي ځواک کې ډیر کریک کول (ID 10).

د MR ازموینه: کله چې اصلي ځواک د 500 او 1000 W (ID 11 او 12) ترمنځ وي، د ویلډ سیم د کنډکشن حالت کې وي؛ د ID 12 او ID 7 پرتله کول، که څه هم ټول ځواک (6000w) ورته دی، ID 7 د تالاشۍ حالت پلي کوي. دا د غالب لوپ ځانګړتیا (r=0.2) له امله په ID 12 کې د بریښنا کثافت کې د پام وړ کمښت له امله دی. کله چې ټول ځواک 7500 W (ID 15) ته ورسیږي، د بشپړ ننوتلو حالت ترلاسه کیدی شي، او د 6000 W په پرتله چې په ID 7 کې کارول کیږي، د بشپړ ننوتلو حالت ځواک د پام وړ زیات شوی.

د IC ازموینه: ترسره شوی حالت (ID 16 او 17) په 1500w اصلي ځواک او 3000w او 3500w حلقوي ځواک کې ترلاسه شوی. کله چې اصلي ځواک 3000w وي او د حلقوي ځواک د 1500w او 2500w (ID 19-20) ترمینځ وي ، د بډایه اوسپنې او بډایه المونیم ترمینځ په انٹرفیس کې څرګند درزونه څرګندیږي ، چې د محلي ننوتلو کوچني سوري نمونه رامینځته کوي. کله چې د حلقې ځواک 3000 او 3500w (ID 21 او 22) وي، د بشپړ ننوتلو کیهول حالت ترلاسه کړئ.

د نظری مایکروسکوپ لاندې د هر ویلډینګ پیژندنې نمایندګي کراس برخې عکسونه

شکل 4. (a) د ویلډینګ ازموینو کې د وروستي تناسلي ځواک (UTS) او د بریښنا تناسب ترمنځ اړیکه؛ (b) د ټولو ویلډینګ ازموینې ټول ځواک

شکل 5. (a) د اړخ تناسب او UTS ترمنځ اړیکه؛ (ب) د توسعې او نفوذ ژوروالي او UTS ترمنځ اړیکه؛ (c) د ټولو ویلډینګ ازموینو لپاره د بریښنا کثافت

شکل 6. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) اړونده SEM-EDS کیمیاوي سپیکٹرا د نمایندګۍ کنډکشن حالت ویلډینګ لپاره؛ (g) د فولادو او المونیم تر منځ د انٹرفیس سکیمیک ډیاګرام؛ (h) Fe2Al5 او د conductive mode ویلډونو ټول IMC ضخامت

شکل 7. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) د نمایندګۍ لپاره د SEM-EDS کیمیاوي سپیکٹرم د محلي ننوتلو سوراخ حالت ویلډینګ

شکل 8. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) د نمایندګۍ لپاره د SEM-EDS کیمیاوي سپیکٹرم د بشپړ ننوتلو سوراخ حالت ویلډینګ

شکل 9. د EBSD پلاټ د اوسپنې بډایه سیمې (پورتنۍ پلیټ) د بشپړ ننوتلو سوراخ حالت ازموینې کې د دانې اندازه ښیي، او د دانې اندازې ویش اندازه کوي.

شکل 10. د بډایه اوسپنې او بډایه المونیم ترمینځ د انٹرفیس SEM-EDS سپیکٹرا

دې څیړنې د IF فولاد - 1050 المونیم الیاژ توپیر لرونکي لیپ ویلډ شوي جوڑوں کې د IMC په جوړښت ، مایکرو جوړښت ، او میخانیکي ملکیتونو د ARM لیزر اغیزې وڅیړلې. مطالعې د ویلډینګ درې طریقې (د کنډکشن حالت، محلي د ننوتلو حالت، او د بشپړ ننوتلو حالت) او د لیزر بیم درې غوره شوي شکلونه (ګاوسی بیم، کنولر بیم، او د ګاسیان کنولر بیم) په پام کې نیولي. د څیړنې پایلې په ګوته کوي چې د ګاسیان بیم او کنډولر بیم مناسب بریښنا تناسب غوره کول د داخلي ماډل کاربن جوړښت او مایکرو جوړښت کنټرول لپاره کلیدي پیرامیټر دی ، پدې توګه د ویلډ میخانیکي ملکیتونه اعظمي کوي. د کنډکشن په حالت کې، یو سرکلر بیم د 0.2 د بریښنا تناسب سره د ویلډینګ غوره ځواک (71٪ ګډ موثریت) چمتو کوي. د پرفوریشن موډ کې، د ګاؤس بیم د ویلډینګ ژوروالی او لوړ اړخ تناسب تولیدوي، مګر د ویلډینګ شدت د پام وړ کم شوی. د 0.5 د بریښنا تناسب سره annular بیم د ویلډ سیم کې د فولادو اړخ دانې په پاکولو کې د پام وړ اغیزه لري. دا د annular بیم د ټیټ لوړ تودوخې له امله دی چې د ګړندۍ یخولو نرخ لامل کیږي ، او د غلو جوړښت کې د ویلډ سیم پورتنۍ برخې ته د Al solute مهاجرت د ودې محدودیت اغیزه کوي. د Vickers microhardness او Thermo Calc د فیز حجم سلنې وړاندوینې ترمنځ قوي اړیکه شتون لري. څومره چې د Fe4Al13 د حجم سلنه زیاته وي، هغومره د مایکرو هارډنس کچه لوړه وي.