Faak foarkommende defekten ynLaserlassen fan aluminiumlegering
Oft laser autogeen lassen oflaser-bôge hybride lassenwurdt brûkt foar aluminiumlegeringen, d'r binne wat mienskiplike technyske problemen, d.w.s. defekten kinne foarkomme as de prosesparameters en lasomstannichheden metallurgysk binneûnfatsoenlik. DeAl defekten yn aluminiumlegeringsferbiningen omfetsje benammen twa soarten: lasporositeit en hjitte lasbarsten. Neist porositeit en hjitte barsten besteane defekten lykas ûndersnijding en minne efterkantfoarming ek by laserlassen fan aluminiumlegeringen. Yn ferliking mei lasporositeit is de kâns op lasbarsten (sichtber mei it bleate each of ûnder lege fergrutting) net heech. Omdat barsten lykwols gefaarliker binne, bepaalt JIS Z 3105 dat as ienris in barst yn in las ûntdutsen wurdt, de las as Klasse IV beoardiele wurde moat. Undersnijding, minne efterkantfoarming en oare defekten binne meast serieuze defekten feroarsake troch ferkearde snelheidskontrôle of net-oerienkommende prosesparameters. Sokke defekten ferskine oer it algemien yn 'e faze fan prosesûndersyk en debuggen, en komme selden foar yn normale werklike produksjeoperaasjes. Dêrom is porositeit in type defekt dat skealiker is by laserlassen fan aluminiumlegeringen en yn tsjinst fan lassen struktueren, en it is lestich om fundamenteel te eliminearjen.
1. Porositeit
Porositeit is it meast foarkommende en wichtichste folumedefekt ynlaserlassen fan aluminiumlegeringen, mei maten fariearjend fan hûnderten mikrons oant ferskate millimeters. It foarmingsmeganisme is noch net folslein dúdlik. Porositeit ferswakket net allinich it effektive wurkdiel fan 'e lasnaad, mar feroarsaket ek spanningskonsintraasje, wêrtroch't de dynamyske sterkte en wurgensprestaasjes fan 'e lasnaad wurde fermindere.
As aluminiumlegering smelt yn in wetterstofhâldende omjouwing, kin syn ynterne wetterstofynhâld mear as 0,69 ml/100g berikke, mar nei't de legearing stollet, is syn wetterstofoplosberens yn lykwicht op syn heechst 0,036 ml/100g. Der wurdt algemien leaud dat tidens it koelproses fan laserlassen de oplosberens fan wetterstof skerp sakket, en de delslach fan oerfersêde wetterstof sil wetterstofporositeit foarmje. De ferdamping fan legearingseleminten mei leech smeltpunt en hege dampdruk kin ek liede ta porositeit, wat metallurgyske porositeit neamd wurdt. Derneist kinne de fersteuring fan 'e laserstriel en de ynstabiliteit fan it kaaisgat ek porositeit foarmje, mar sokke porositeit hat in unregelmjittige foarm en kin proses-induzearre porositeit neamd wurde. Fanwegen de hege gemyske aktiviteit fan aluminiumlegeringen wurdt maklik in oksidefilm op it oerflak foarme. Tidens it lassen ûntbûn it kristalwetter en it kombineare wetter dat ûntbûn is fan 'e oksidefilm op it oerflak fan 'e aluminiumlegering, tegearre mei it focht yn 'e loft en it beskermjende gas, direkt ûntbûn om wetterstof te produsearjen yn it hege-temperatuergebiet ûnder de aksje fan 'e laser. Dizze wetterstofgassen kinne of delslach krije tidens it ôfkuoljen en stollen fan 'e smeltende plas om bubbels te foarmjen of direkt bubbels generearje op 'e ûnfolslein smelte oksidefilm. Fanwegen it lege spesifike swiertekrêft fan aluminiumlegeringen is de opstigende snelheid fan bubbels yn 'e smeltende plas stadich. Derneist hawwe aluminiumlegeringen in sterke termyske geliedingsfermogen, en de ôfkuollings- en stollingssnelheid fan 'e smeltende plas is ekstreem rap. Guon bubbels kinne net op 'e tiid ûntkomme en bliuwe yn 'e las, wêrtroch metallurgyske porositeit ûntstiet. Undersyk hat oantoand dat it wichtichste gas yn 'e porositeit fan aluminiumlegeringslassen wetterstof is, dus de porositeit yn aluminiumlegeringslassen wurdt soms wetterstofporositeit neamd. By it observearjen fan 'e breuk fan porositeit ûnder in scanning-elektronenmikroskoop, presintearret de porositeit meast in sferyske morfology mei strak arranzjearre dendryte-einen fan dendrityske kristallen, en de binnenwand is glêd, skjin en frij fan oksidaasjespoaren. It bestean fan porositeit ferminderet net allinich de kompaktheid fan 'e las en de draachkapasiteit fan 'e ferbining, mar ferminderet ek de sterkte en plastisiteit fan 'e ferbining yn ferskate graden.
2. Hjitte barsten
Hjitte skuorren (ynklusyf stollingsskuorren en floeibere skuorren) foarmje tidens it stollingsproses fan smelten plasmetaal en binne ien fan 'e gewoane defekttypen by laserlassen fan aluminiumlegeringen. It meast foar de hân lizzende skaaimerk fan 'e breukmorfology fan stollingsskuorren is dat it breukoerflak bestiet út in grut gebiet fan glêde, mar ûngelikense korrelige keistien- of ierappelachtige struktueren, en it oerflak behâldt faak yntergranulêre eutektika mei leech smeltpunt of floeibere filmplooien, lykas spoaren fan brosse breuk fan dendriten. De breukmorfology fan floeibere skuorren is fergelykber mei dy fan stollingsskuorren, mar it hat de skaaimerken fan hege-temperatuer yntergranulêre breuk of stollingsbreuk. By de wurgensbreuk fan fusje-lassen gewrichten ûnder wurgensbelêsting binne boarnen fan wurgensskeuren feroarsake troch sokke hjitte skuorren ek gewoan. De oarsaken fan hjitte skuorren by laserlassen fan aluminiumlegeringen binne benammen relatearre oan har eigen skaaimerken en lasprosessen. Aluminiumlegeringen hawwe in grutte krimpsnelheid tidens stolling (oant 5%), wat resulteart yn grutte lasspanning en deformaasje; derneist wurde eutektyske struktueren mei in leech smeltpunt foarme lâns de nôtgrinzen tidens it stoljen fan lasmetaal, wat de bondingkrêft fan 'e nôtgrinzen ferswakket, wêrtroch hjitte skuorren ûntsteane ûnder ynfloed fan trekspanning. Derneist kinne de skuorremorfologyen by laserlassen fan aluminiumlegeringen gearfette wurde yn 'e folgjende kategoryen: skuorren yn it sintrum fan 'e las; skuorren yn 'e lasfúzjeline; yntergranulêre skuorren yn lassen; troch waarmte beynfloede floeiberensône; skuorren feroarsake troch oksidefilms; en yntergranulêre mikroskuorren.
Derneist feroarsaket minne beskerming by it lassen dat it lasmetaal reagearret mei gassen yn 'e loft, en de foarme ynklúzjes binne ek potinsjele boarnen fan barsten. It type en de kwantiteit fan legearingseleminten hawwe in grutte ynfloed op 'e oanstriid ta waarme barsten by it lassen fan aluminiumlegeringen. Yn 't algemien hawwe Al-Si- en Al-Mn-searje aluminiumlegeringen in goede lasberens en binne se net maklik om waarme barsten te produsearjen; wylst Al-Mg-, Al-Cu- en Al-Zn-searje aluminiumlegeringen in relatyf hege oanstriid ta waarme barsten hawwe. De oanstriid ta waarme barsten kin wurde fermindere troch de parameters fan it lasproses oan te passen om de ferwaarmings- en koelsnelheden te kontrolearjen. Yn 't algemien is de oanstriid ta waarme barsten fan laserbôgehybride lassen better as dy fan laserfillerdraadlassen, en de oanstriid ta waarme barsten fan laserfillerdraadlassen is better as dy fan laserautogeen lassen.
3. Undersnije en Trochbaarne
Aluminiumlegeringen hawwe in lege ionisaasje-enerzjy, en foto-indusearre plasma is gefoelich foar oerferhitting en útwreiding by it lassen, wat resulteart yn ynstabile lasprosessen. Derneist hawwe floeibere aluminiumlegeringen in goede floeiberens en lege oerflakspanning. Om de penetraasje te ferbetterjen, binne faak in gruttere beskermjende gasstream en laserútfierkrêft nedich, wat de stabiliteit fan it lasproses ferminderet, wêrtroch't de smeltende plas ûnder druk swier fluktuearret en maklik liedt ta defekten lykas ûndersnijing en trochbaarnen. De foarmberens oan 'e efterkant fan laserlassen aluminiumlegeringsplaten kin effektyf ferbettere wurde troch in wetterkuolle koperen plaat op 'e efterkant fan 'e las te ynstallearjen.
4. Slak-ynklúzje
In oar type defekt dat faak foarkomt by it lassen fan autokarossen is it ynsluten fan lasslakken. Undersyk hat oantoand dat it ynsluten fan slakken benammen komt fan oksiden op it oerflak fan lasnaden en lasdraden, lykas ek fan ynstabile prosessen yn 'e lokalisaasje fan aluminiumlegearingsmaterialen. Dêrom moatte fabrikanten fan aluminiumlegearingsmaterialen technologyske ynnovaasje fersterkje en de gietprosessen ferbetterje om it ynhâld fan ûnreinheden en wetterstof yn grûnstoffen te minimalisearjen en de kwaliteitsstabiliteit fan produkten te ferbetterjen.
Pleatsingstiid: 5 augustus 2025
