Kapag ikinonekta ang bakal sa aluminyo, ang reaksyon sa pagitan ng Fe at Al atoms sa panahon ng proseso ng koneksyon ay bumubuo ng malutong na intermetallic compound (IMCs). Ang pagkakaroon ng mga IMC na ito ay naglilimita sa mekanikal na lakas ng koneksyon, samakatuwid ito ay kinakailangan upang kontrolin ang dami ng mga compound na ito. Ang dahilan para sa pagbuo ng mga IMC ay ang solubility ng Fe sa Al ay mahirap. Kung ito ay lumampas sa isang tiyak na halaga, maaari itong makaapekto sa mga mekanikal na katangian ng hinang. Ang mga IMC ay may mga natatanging katangian tulad ng tigas, limitadong ductility at tigas, at mga tampok na morphological. Natuklasan ng pananaliksik na kumpara sa iba pang mga IMC, ang Fe2Al5 IMC layer ay malawak na itinuturing na pinaka malutong (11.8± 1.8 GPa) IMC phase, at ito rin ang pangunahing dahilan para sa pagbaba ng mga mekanikal na katangian dahil sa kabiguan ng hinang. Ang papel na ito ay nag-iimbestiga sa malayong proseso ng laser welding ng IF steel at 1050 aluminyo gamit ang isang adjustable ring mode laser, at sinisiyasat nang malalim ang impluwensya ng hugis ng laser beam sa pagbuo ng mga intermetallic compound at mekanikal na katangian. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng core/ring power ratio, napag-alaman na sa ilalim ng conduction mode, ang core/ring power ratio na 0.2 ay makakamit ang mas mahusay na weld interface bonding surface area at makabuluhang bawasan ang kapal ng Fe2Al5 IMC, at sa gayon ay mapapabuti ang shear strength ng joint. .
Ipinakilala ng artikulong ito ang impluwensya ng adjustable ring mode laser sa pagbuo ng mga intermetallic compound at mekanikal na katangian sa panahon ng remote laser welding ng IF steel at 1050 aluminum. Ang mga resulta ng pananaliksik ay nagpapahiwatig na sa ilalim ng conduction mode, ang isang core/ring power ratio na 0.2 ay nagbibigay ng mas malaking weld interface bonding surface area, na sinasalamin ng maximum shear strength na 97.6 N/mm2 (joint efficiency na 71%). Bilang karagdagan, kumpara sa mga Gaussian beam na may ratio ng kapangyarihan na higit sa 1, makabuluhang binabawasan nito ang kapal ng Fe2Al5 intermetallic compound (IMC) ng 62% at ang kabuuang kapal ng IMC ng 40%. Sa mode ng pagbubutas, ang mga bitak at mas mababang lakas ng paggugupit ay naobserbahan kumpara sa mode ng pagpapadaloy. Kapansin-pansin na ang makabuluhang pagpipino ng butil ay naobserbahan sa weld seam kapag ang core/ring power ratio ay 0.5.
Kapag r=0, loop power lang ang nabubuo, habang kapag r=1, core power lang ang nabubuo.
Schematic diagram ng power ratio r sa pagitan ng Gaussian beam at annular beam
(a) Welding device; (b) Ang lalim at lapad ng weld profile; (c) Schematic diagram ng pagpapakita ng mga setting ng sample at fixture
Pagsusuri sa MC: Sa kaso lamang ng Gaussian beam, ang weld seam ay una sa mababaw na conduction mode (ID 1 at 2), at pagkatapos ay lumipat sa partially penetrating lockhole mode (ID 3-5), na may nakikitang mga bitak. Kapag ang lakas ng singsing ay tumaas mula 0 hanggang 1000 W, walang halatang mga bitak sa ID 7 at ang lalim ng pagpapayaman ng bakal ay medyo maliit. Kapag tumaas ang lakas ng singsing sa 2000 at 2500 W (ID 9 at 10), tataas ang lalim ng rich iron zone. Labis na pag-crack sa 2500w ring power (ID 10).
MR test: Kapag ang core power ay nasa pagitan ng 500 at 1000 W (ID 11 at 12), ang weld seam ay nasa conduction mode; Ang paghahambing ng ID 12 at ID 7, kahit na ang kabuuang kapangyarihan (6000w) ay pareho, ang ID 7 ay nagpapatupad ng isang lock hole mode. Ito ay dahil sa makabuluhang pagbaba sa density ng kapangyarihan sa ID 12 dahil sa nangingibabaw na katangian ng loop (r=0.2). Kapag ang kabuuang kapangyarihan ay umabot sa 7500 W (ID 15), ang full penetration mode ay maaaring makamit, at kumpara sa 6000 W na ginamit sa ID 7, ang kapangyarihan ng full penetration mode ay makabuluhang tumaas.
Pagsubok sa IC: Nakamit ang mode na isinasagawa (ID 16 at 17) sa 1500w core power at 3000w at 3500w ring power. Kapag ang core power ay 3000w at ang ring power ay nasa pagitan ng 1500w at 2500w (ID 19-20), lumilitaw ang mga halatang bitak sa interface sa pagitan ng rich iron at rich aluminum, na bumubuo ng lokal na pattern ng maliit na butas. Kapag ang ring power ay 3000 at 3500w (ID 21 at 22), makamit ang full penetration keyhole mode.
Mga representasyong cross-sectional na larawan ng bawat welding identification sa ilalim ng optical microscope
Figure 4. (a) Ang relasyon sa pagitan ng ultimate tensile strength (UTS) at power ratio sa mga welding test; (b) Ang kabuuang kapangyarihan ng lahat ng mga pagsubok sa hinang
Figure 5. (a) Relasyon sa pagitan ng aspect ratio at UTS; (b) Ang ugnayan sa pagitan ng extension at lalim ng penetration at UTS; (c) Power density para sa lahat ng welding test
Figure 6. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) Katugmang SEM-EDS chemical spectra para sa welding ng representasyong conduction mode; (g) Schematic diagram ng interface sa pagitan ng bakal at aluminyo; (h) Fe2Al5 at kabuuang kapal ng IMC ng conductive mode welds
Figure 7. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) Katugmang SEM-EDS chemical spectrum para sa kinatawan ng lokal na penetration perforation mode welding
Figure 8. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) Katugmang SEM-EDS chemical spectrum para sa kinatawan ng buong penetration perforation mode welding
Figure 9. Ipinapakita ng EBSD plot ang laki ng butil ng iron rich region (upper plate) sa buong penetration perforation mode test, at binibilang ang pamamahagi ng laki ng butil
Figure 10. SEM-EDS spectra ng interface sa pagitan ng rich iron at rich aluminum
Ang pag-aaral na ito ay nag-imbestiga sa mga epekto ng ARM laser sa pagbuo, microstructure, at mekanikal na mga katangian ng IMC sa IF steel-1050 aluminum alloy dissimilar lap welded joints. Isinaalang-alang ng pag-aaral ang tatlong welding mode (conduction mode, local penetration mode, at full penetration mode) at tatlong napiling laser beam na hugis (Gaussian beam, annular beam, at Gaussian annular beam). Ang mga resulta ng pananaliksik ay nagpapahiwatig na ang pagpili ng naaangkop na ratio ng kapangyarihan ng Gaussian beam at annular beam ay isang pangunahing parameter para sa pagkontrol sa pagbuo at microstructure ng panloob na modal carbon, sa gayon ay mapakinabangan ang mga mekanikal na katangian ng weld. Sa conduction mode, ang isang circular beam na may power ratio na 0.2 ay nagbibigay ng pinakamahusay na lakas ng hinang (71% joint efficiency). Sa mode ng pagbubutas, ang Gaussian beam ay gumagawa ng higit na lalim ng hinang at mas mataas na ratio ng aspeto, ngunit ang intensity ng hinang ay makabuluhang nabawasan. Ang annular beam na may power ratio na 0.5 ay may malaking epekto sa pagpino ng mga butil sa gilid ng bakal sa weld seam. Ito ay dahil sa mas mababang peak temperature ng annular beam na humahantong sa isang mas mabilis na rate ng paglamig, at ang epekto ng paghihigpit sa paglago ng Al solute migration patungo sa itaas na bahagi ng weld seam sa istraktura ng butil. Mayroong isang malakas na ugnayan sa pagitan ng Vickers microhardness at ang hula ng Thermo Calc ng porsyento ng dami ng bahagi. Kung mas malaki ang porsyento ng volume ng Fe4Al13, mas mataas ang microhardness.
Oras ng post: Ene-25-2024
