Oftaj difektoj enAluminia Aloja Lasera Veldado
Ĉu lasera aŭtogena veldado aŭlaser-arka hibrida veldadoestas uzata por aluminiaj alojoj, ekzistas kelkaj komunaj teknikaj problemoj, t.e., difektoj povas okazi se la procezparametroj kaj veldkondiĉoj estas metalurgiajnedeca. LaDifektoj en juntoj de aluminio-alojoj ĉefe inkluzivas du tipojn: veldporeco kaj veldvarmaj fendetoj. Aldone al poreco kaj varmaj fendetoj, difektoj kiel subtranĉo kaj malbona malantaŭa flanko ankaŭ ekzistas en lasera veldado de aluminio-alojoj. Kompare kun veldporeco, la probableco de veldfendetoj (videblaj per nuda okulo aŭ sub malalta pligrandigo) ne estas alta. Tamen, ĉar fendetoj estas pli danĝeraj, JIS Z 3105 kondiĉas, ke post kiam fendeto estas detektita en veldo, la veldo devas esti taksita kiel Klaso IV. Subtranĉo, malbona malantaŭa flanko kaj aliaj difektoj estas plejparte gravaj difektoj kaŭzitaj de neĝusta rapidkontrolo aŭ miskongruaj procezparametroj. Tiaj difektoj ĝenerale aperas en la stadio de procezesplorado kaj sencimigado, kaj malofte okazas en normalaj faktaj produktadoperacioj. Tial, poreco estas tipo de difekto, kiu estas pli damaĝa en lasera veldado de aluminio-alojoj kaj en la servo de velditaj strukturoj, kaj estas malfacile fundamente elimini ĝin.
1. Poreco
Poreco estas la plej ofta kaj grava volumena difekto enlasera veldado de aluminiaj alojoj, kun grandecoj variantaj de centoj da mikrometroj ĝis pluraj milimetroj. Ĝia formiĝmekanismo ankoraŭ ne estas tute klara. Poreco ne nur malfortigas la efikan laborsekcion de la veldo, sed ankaŭ kaŭzas streskoncentriĝon, reduktante la dinamikan forton kaj lacecan rendimenton de la veldita junto.
Kiam aluminia alojo fandiĝas en hidrogen-entenanta medio, ĝia interna hidrogena enhavo povas atingi pli ol 0.69 ml/100g, sed post kiam la alojo solidiĝas, ĝia hidrogena solvebleco en ekvilibro estas maksimume 0.036 ml/100g. Ĝenerale oni kredas, ke dum la malvarmiga procezo de lasera veldado, la solvebleco de hidrogeno akre malpliiĝas, kaj la precipitaĵo de supersaturita hidrogeno formas hidrogenan porecon. La vaporiĝo de alojaj elementoj kun malalta fandopunkto kaj alta vaporpremo ankaŭ povas konduki al poreco, kiu nomiĝas metalurgia poreco. Krome, la perturbo de la lasera radio kaj la malstabileco de la ŝlosiltruo ankaŭ povas formi porecon, sed tia poreco havas neregulan formon kaj povas esti nomata procez-induktita poreco. Pro la alta kemia aktiveco de aluminiaj alojoj, oksida filmo facile formiĝas sur la surfaco. Dum veldado, la kristala akvo kaj kombinita akvo malkomponiĝantaj de la oksida filmo sur la surfaco de la aluminia alojo, kune kun la humideco en la aero kaj protekta gaso, rekte malkomponiĝas por produkti hidrogenon en la alt-temperatura areo sub la ago de la lasero. Ĉi tiuj hidrogenaj gasoj povas aŭ precipitiĝi dum la malvarmiĝo kaj solidiĝo de la fandita naĝejo por formi vezikojn aŭ rekte generi vezikojn sur la nekomplete fandita oksida filmo. Pro la malalta specifa pezo de aluminiaj alojoj, la kreskanta rapideco de vezikoj en la fandita naĝejo estas malrapida. Krome, aluminiaj alojoj havas fortan varmokonduktivecon, kaj la malvarmiĝa kaj solidiĝa rapideco de la fandita naĝejo estas ekstreme rapida. Kelkaj vezikoj ne povas eskapi ĝustatempe kaj restas en la veldo, tiel formante metalurgian porecon. Studoj montris, ke la ĉefa gaso en la poreco de aluminiaj alojveldsuturoj estas hidrogeno, tial la poreco en aluminiaj alojveldsuturoj estas foje nomata hidrogena poreco. Observante la fendon de poreco sub skana elektrona mikroskopo, la poreco plejparte prezentas sferan morfologion kun dense aranĝitaj dendritaj finoj de dendritaj kristaloj, kaj la interna muro estas glata, pura kaj libera de oksidiĝaj spuroj. La ekzisto de poreco ne nur reduktas la kompaktecon de la veldo kaj la portantan kapablon de la junto, sed ankaŭ reduktas la forton kaj plastikecon de la junto je diversaj gradoj.
2. Varmaj Fendetoj
Varmaj fendetoj (inkluzive de solidiĝaj fendetoj kaj likviĝaj fendetoj) formiĝas dum la solidiĝa procezo de fandita naĝeja metalo kaj estas unu el la oftaj difektospecoj en lasera veldado de aluminiaj alojoj. La plej evidenta trajto de la fraktura morfologio de solidiĝaj fendetoj estas, ke la fraktura surfaco konsistas el granda areo de glataj sed malebenaj grajnaj pavimŝtonoj aŭ terpomsimilaj strukturoj, kaj la surfaco ofte retenas intergrajnajn malaltfandopunktajn eŭtektikaĵojn aŭ likvajn filmfaldojn, same kiel spurojn de fragila frakturo de dendritoj. La fraktura morfologio de likviĝaj fendetoj similas al tiu de solidiĝaj fendetoj, sed ĝi havas la karakterizaĵojn de alttemperatura intergrajna frakturo aŭ solidiĝa frakturo. En la laciĝa frakturo de fandvelditaj juntoj sub laciĝa ŝarĝo, laciĝaj fendetoj kaŭzitaj de tiaj varmaj fendetoj ankaŭ estas oftaj. La kaŭzoj de varmaj fendetoj en lasera veldado de aluminiaj alojoj estas ĉefe rilataj al iliaj propraj karakterizaĵoj kaj veldprocezoj. Aluminiaj alojoj havas grandan ŝrumpiĝrapidecon dum solidiĝo (ĝis 5%), rezultante en granda velda streĉo kaj deformado; krome, eŭtektaj strukturoj kun malalta fandopunkto formiĝas laŭlonge de la grenlimoj dum la solidiĝo de veldmetalo, kio malfortigas la ligforton de la grenlimoj, tiel formante varmajn fendetojn sub la ago de streĉa ŝarĝo. Krome, la fendmorfologioj en lasera veldado de aluminiaj alojoj povas esti resumitaj en la jenajn kategoriojn: veldcentraj fendetoj; veldfuziaj liniaj fendetoj; intergrajnecaj fendetoj en veldsuturoj; varmo-trafitaj zonaj likvigaj fendetoj; fendetoj kaŭzitaj de oksidaj filmoj; kaj intergrajnecaj mikrofendetoj.
Krome, malbona protekto dum veldado igas la velditan metalon reagi kun gasoj en la aero, kaj la formitaj enfermaĵoj ankaŭ estas eblaj fendfontoj. La tipo kaj kvanto de alojelementoj havas grandan influon sur la varma fendeta tendenco dum aluminialoja veldado. Ĝenerale, Al-Si kaj Al-Mn-seriaj aluminiaj alojoj havas bonan veldeblecon kaj ne facile produktas varmajn fendetojn; dum Al-Mg, Al-Cu kaj Al-Zn-seriaj aluminiaj alojoj havas relative altajn varmajn fendetajn tendencojn. La varma fendeta tendenco povas esti reduktita per alĝustigo de la veldprocezaj parametroj por kontroli la varmigajn kaj malvarmigajn rapidojn. Ĝenerale parolante, la varma fendeta tendenco de laser-arka hibrida veldado estas pli bona ol tiu de lasera plenigdrata veldado, kaj la varma fendeta tendenco de lasera plenigdrata veldado estas pli bona ol tiu de lasera aŭtogena veldado.
3. Subfosado kaj Trabruligo
Aluminiaj alojoj havas malaltan jonigan energion, kaj fotoinduktita plasmo emas trovarmiĝi kaj ekspansiiĝi dum veldado, rezultante en malstabilaj veldprocezoj. Krome, likvaj aluminiaj alojoj havas bonan fluecon kaj malaltan surfacan tension. Por plibonigi penetron, ofte necesas pli granda protekta gasa flukvanto kaj lasera elira potenco, kio malbonigas la stabilecon de la veldprocezo, kaŭzante perforte fluktui la fanditan naĝejon sub premo kaj facile kondukante al difektoj kiel subtranĉo kaj trabruligo. La malantaŭa formeblo de laservelditaj aluminiaj alojplatoj povas esti efike plibonigita per instalado de akvomalvarmigita kupra plato sur la malantaŭo de la veldo.
4. Skoria Inkludo
Alia speco de difekto ofte okazanta en aŭtokaroserio-veldado estas ŝlak-inkludo de veldaĵoj. Studoj montris, ke ŝlak-inkludo ĉefe devenas de oksidoj sur la surfaco de veldaĵoj kaj velddratoj, same kiel malstabilaj procezoj en la lokalizo de aluminiaj alojmaterialoj. Tial, fabrikantoj de aluminiaj alojmaterialoj devus plifortigi teknologiajn novigojn kaj plibonigi fandajn procezojn por minimumigi la enhavon de malpuraĵoj kaj hidrogeno en krudmaterialoj kaj plibonigi la kvalitan stabilecon de produktoj.
Afiŝtempo: 5-a de aŭgusto 2025
