By it ferbinen fan stiel oan aluminium foarmet de reaksje tusken Fe- en Al-atomen tidens it ferbiningsproses brosse intermetallyske ferbiningen (IMC's). De oanwêzigens fan dizze IMC's beheint de meganyske sterkte fan 'e ferbining, dêrom is it needsaaklik om de kwantiteit fan dizze ferbiningen te kontrolearjen. De reden foar de foarming fan IMC's is dat de oplosberens fan Fe yn Al min is. As it grutter is as in bepaald bedrach, kin it ynfloed hawwe op de meganyske eigenskippen fan 'e weld. IMC's hawwe unike eigenskippen lykas hurdens, beheinde duktiliteit en hurdens, en morfologyske funksjes. Undersyk hat fûn dat yn ferliking mei oare IMC's, de Fe2Al5 IMC-laach rûnom wurdt beskôge as de meast brosste (11.8)± 1,8 GPa) IMC-faze, en is ek de wichtichste reden foar de delgong fan meganyske eigenskippen troch welding mislearjen. Dit papier ûndersiket de ôfstân laser welding proses fan IF stiel en 1050 aluminium mei help fan in ferstelbere ring modus laser, en ûndersiket yn djipte de ynfloed fan laser beam foarm op 'e foarming fan intermetallic ferbiningen en meganyske eigenskippen. Troch it oanpassen fan de kearn / ring macht ratio, waard fûn dat ûnder conduction modus, in kearn / ring macht ratio fan 0,2 kin berikke better weld ynterface bonding oerflak en gâns ferminderje de dikte fan Fe2Al5 IMC, dêrmei ferbetterjen fan de shear sterkte fan 'e mienskiplike .
Dit artikel yntrodusearret de ynfloed fan ferstelbere ring modus laser op 'e foarming fan intermetallic ferbiningen en meganyske eigenskippen by ôfstân laser welding fan IF stiel en 1050 aluminium. De ûndersyksresultaten jouwe oan dat ûnder conduction modus, in kearn / ring macht ratio fan 0,2 soarget foar in grutter weld ynterface bonding oerflak, dat wurdt wjerspegele troch in maksimale shear sterkte fan 97,6 N / mm2 (joint effisjinsje fan 71%). Dêrneist, yn ferliking mei Gaussian balken mei in macht ferhâlding grutter as 1, dit gâns ferminderet de dikte fan Fe2Al5 intermetallic ferbining (IMC) mei 62% en de totale IMC dikte mei 40%. Yn 'e perforaasjemodus waarden skuorren en legere skuorsterkte waarnommen yn ferliking mei de konduksjemodus. It is de muoite wurdich opskriuwen dat wichtige nôt ferfining waard waarnommen yn de weld naad doe't de kearn / ring macht ratio wie 0,5.
As r = 0, wurdt allinnich lus macht oanmakke, wylst as r = 1, allinnich kearn macht wurdt oanmakke.
Skematyske diagram fan macht ratio r tusken Gaussian beam en annular beam
(a) Welding apparaat; (b) De djipte en breedte fan it weld profyl; (c) Skematyske diagram fan werjaan fan sample- en fixture-ynstellingen
MC test: Allinne yn it gefal fan Gaussian beam, de weld naad is yn earste ynstânsje yn ûndjippe conduction modus (ID 1 en 2), en dan giet oer nei in part penetrating lockhole modus (ID 3-5), mei dúdlike skuorren. Doe't de ring macht tanommen fan 0 oan 1000 W, der wiene gjin dúdlike barsten by ID 7 en de djipte fan izeren ferriking wie relatyf lyts. Doe't de ring macht nimt ta 2000 en 2500 W (IDs 9 en 10), ferheget de djipte fan de rike izeren sône. Oermjittige kraken by 2500w ring macht (ID 10).
MR-test: As de kearnkrêft tusken 500 en 1000 W is (ID 11 en 12), is de lasnaad yn konduksjemodus; Fergelykjen fan ID 12 en ID 7, hoewol't de totale macht (6000w) is itselde, ymplemintearret ID 7 in slot gat modus. Dit komt troch de signifikante fermindering fan machtstichtens by ID 12 troch de dominante lus karakteristyk (r = 0,2). As de totale krêft 7500 W (ID 15) berikt, kin folsleine penetraasjemodus wurde berikt, en yn ferliking mei de 6000 W brûkt yn ID 7, wurdt de krêft fan folsleine penetraasjemodus signifikant ferhege.
IC test: Conducted modus (ID 16 en 17) waard berikt op 1500w core macht en 3000w en 3500w ring macht. As de kearnkrêft 3000w is en de ringkrêft tusken 1500w en 2500w is (ID 19-20), ferskine dúdlike skuorren op 'e ynterface tusken ryk izer en ryk aluminium, en foarmje in lokaal ynkringend lyts gat patroan. As de ring macht is 3000 en 3500w (ID 21 en 22), berikke folsleine penetraasje keyhole modus.
Representative dwerstrochsneed bylden fan elke welding identifikaasje ûnder in optysk mikroskoop
figuer 4. (in) De relaasje tusken ultime treksterkte (UTS) en macht ratio yn welding tests; (b) De totale krêft fan alle welding tests
figuer 5. (a) Relaasje tusken aspekt ratio en UTS; (b) De relaasje tusken útwreiding en penetraasjedjipte en UTS; (c) Power tichtens foar alle welding tests
figuer 6. (ac) Vickers microhardness ynspringen contour map; (df) Korrespondearjende SEM-EDS gemyske spektra foar represintative conduction modus welding; (g) Skematyske diagram fan de ynterface tusken stiel en aluminium; (h) Fe2Al5 en totale IMC dikte fan conductive modus welds
figuer 7. (ac) Vickers microhardness ynspringen contour map; (df) Korrespondearjend SEM-EDS gemysk spektrum foar represintatyf lokale penetraasje perforaasje modus welding
figuer 8. (ac) Vickers microhardness ynspringen contour map; (df) Korrespondearjend SEM-EDS gemysk spektrum foar represintatyf folsleine penetraasje perforaasje modus welding
figuer 9. EBSD plot toant de nôt grutte fan de izer rike regio (boppeste plaat) yn de folsleine penetraasje perforation modus test, en kwantifiseart de nôt grutte ferdieling
figuer 10. SEM-EDS spektra fan de ynterface tusken rike izer en rike aluminium
Dizze stúdzje ûndersocht de effekten fan ARM-laser op 'e formaasje, mikrostruktuer en meganyske eigenskippen fan IMC yn IF-staal-1050 aluminiumlegering ûngelikbere rûnlaske gewrichten. De stúdzje beskôge trije welding modus (gelieding modus, lokale penetraasje modus, en folsleine penetraasje modus) en trije selektearre laser beam foarmen (Gaussian beam, annular beam, en Gaussian annular beam). De ûndersyksresultaten jouwe oan dat it selektearjen fan de passende krêftferhâlding fan Gaussian beam en annular beam in wichtige parameter is foar it kontrolearjen fan de formaasje en mikrostruktuer fan ynterne modale koalstof, en dêrmei maksimalisearje de meganyske eigenskippen fan 'e weld. Yn conduction modus, in sirkulêre beam mei in macht ratio fan 0,2 jout de bêste welding sterkte (71% joint effisjinsje). Yn de perforaasje modus produsearret de Gaussian beam grutter welding djipte en heger aspekt ratio, mar de welding yntinsiteit wurdt gâns fermindere. De ringfoarmige beam mei in krêftferhâlding fan 0,5 hat in signifikante ynfloed op 'e ferfining fan stielen sydkorrels yn' e weldnaad. Dit komt troch de legere peak temperatuer fan 'e annular beam dy't liedt ta in flugger cooling rate, en de groei beheining effekt fan Al solute migraasje nei it boppeste part fan de weld naad op it nôt struktuer. D'r is in sterke korrelaasje tusken Vickers mikrohardheid en Thermo Calc's foarsizzing fan fazevolumint persintaazje. Hoe grutter it folumepersintaazje fan Fe4Al13, hoe heger de mikrohardheid.
Post tiid: Jan-25-2024
