Dum kunligado de ŝtalo al aluminio, la reakcio inter Fe kaj Al atomoj dum la konekta procezo formas fragilajn intermetalajn kombinaĵojn (IMC-ojn). La ĉeesto de ĉi tiuj IMC-oj limigas la mekanikan forton de la konekto, tial necesas kontroli la kvanton de ĉi tiuj kombinaĵoj. La kialo por la formado de IMC-oj estas, ke la solvebleco de Fe en Al estas malbona. Se ĝi superas certan kvanton, ĝi povas influi la mekanikajn ecojn de la veldsuturo. IMC-oj havas unikajn ecojn kiel malmoleco, limigita duktileco kaj rezisteco, kaj morfologiajn trajtojn. Esploroj trovis, ke kompare kun aliaj IMC-oj, la tavolo de Fe2Al5 IMC estas vaste konsiderata la plej fragila (11.8± 1.8 GPa) IMC-fazo, kaj estas ankaŭ la ĉefa kialo de la malpliiĝo de mekanikaj ecoj pro velda fiasko. Ĉi tiu artikolo esploras la malproksiman laseran veldadprocezon de IF-ŝtalo kaj 1050 aluminio uzante alĝustigeblan ringoreĝiman laseron, kaj profunde esploras la influon de la laserradia formo sur la formadon de intermetalaj kombinaĵoj kaj mekanikaj ecoj. Per alĝustigo de la kerno/ringa potenco-proporcio, oni trovis, ke sub kondukta reĝimo, kerno/ringa potenco-proporcio de 0.2 povas atingi pli bonan veldinterfacan ligan surfacon kaj signife redukti la dikon de Fe2Al5 IMC, tiel plibonigante la tondan forton de la junto.
Ĉi tiu artikolo prezentas la influon de agordebla ringoreĝima lasero sur la formadon de intermetalaj kombinaĵoj kaj mekanikajn ecojn dum malproksima lasera veldado de IF-ŝtalo kaj 1050-aluminio. La esplorrezultoj indikas, ke sub kondukta reĝimo, kerno/ringo-potencproporcio de 0.2 provizas pli grandan veldsurfacan ligan areon de la veldinterfaco, kio estas reflektita per maksimuma ŝirforto de 97.6 N/mm2 (junta efikeco de 71%). Krome, kompare kun Gaŭsaj traboj kun potenco-proporcio pli granda ol 1, ĉi tio signife reduktas la dikecon de la Fe2Al5-intermetala kombinaĵo (IMC) je 62% kaj la totalan IMC-dikecon je 40%. En la truadreĝimo, fendetoj kaj pli malalta ŝirforto estis observitaj kompare kun la kondukta reĝimo. Indas rimarki, ke signifa grenorafiniĝo estis observita en la veldsuturo kiam la kerno/ringo-potencproporcio estis 0.5.
Kiam r=0, nur bukla potenco estas generita, dum kiam r=1, nur kerna potenco estas generita.
Skemo de potenco-proporcio r inter gaŭsa trabo kaj ringoforma trabo
(a) Veldaparato; (b) La profundo kaj larĝo de la veldprofilo; (c) Skemdiagramo por montri specimenajn kaj fiksaĵajn agordojn
MC-testo: Nur en la kazo de Gaŭsa trabo, la veldsuturo estas komence en malprofunda kondukta reĝimo (ID 1 kaj 2), kaj poste transiras al parte penetranta ŝlosiltrua reĝimo (ID 3-5), kun aperantaj evidentaj fendetoj. Kiam la ringopotenco pliiĝis de 0 ĝis 1000 W, ne estis evidentaj fendetoj ĉe ID 7 kaj la profundo de ferriĉiĝo estis relative malgranda. Kiam la ringopotenco pliiĝas al 2000 kaj 2500 W (ID 9 kaj 10), la profundo de la ferriĉa zono pliiĝas. Troa fendeto ĉe ringopotenco de 2500 W (ID 10).
MR-testo: Kiam la kerna potenco estas inter 500 kaj 1000 W (ID 11 kaj 12), la veldsuturo estas en kondukta reĝimo; Komparante ID 12 kaj ID 7, kvankam la tuta potenco (6000 W) estas la sama, ID 7 efektivigas ŝlosiltruan reĝimon. Ĉi tio ŝuldiĝas al la signifa malpliiĝo de potencodenseco ĉe ID 12 pro la domina bukla karakterizaĵo (r = 0,2). Kiam la tuta potenco atingas 7500 W (ID 15), plena penetra reĝimo povas esti atingita, kaj kompare kun la 6000 W uzitaj en ID 7, la potenco de plena penetra reĝimo estas signife pliigita.
IC-testo: Konduktita reĝimo (ID 16 kaj 17) estis atingita ĉe kerna potenco de 1500w kaj ringa potenco de 3000w kaj 3500w. Kiam la kerna potenco estas 3000w kaj la ringa potenco estas inter 1500w kaj 2500w (ID 19-20), evidentaj fendetoj aperas ĉe la interfaco inter riĉa fero kaj riĉa aluminio, formante lokan penetrantan malgrandan truan padronon. Kiam la ringa potenco estas 3000 kaj 3500w (ID 21 kaj 22), atingi plenan penetran ŝlosiltruan reĝimon.
Reprezentaj transsekcaj bildoj de ĉiu velda identigo sub optika mikroskopo
Figuro 4. (a) La rilato inter finfina streĉrezisto (UTS) kaj potenco-proporcio en veldotestoj; (b) La tuta potenco de ĉiuj veldotestoj
Figuro 5. (a) Rilato inter bildformato kaj UTS; (b) La rilato inter etendo kaj penetroprofundo kaj UTS; (c) Potencodenseco por ĉiuj veldotestoj
Figuro 6. (ac) Mapo de la kontura kaviĝo per mikromalmoleco de Vickers; (df) Respondaj SEM-EDS-kemiaj spektroj por reprezenta konduktiva veldado; (g) Skemo de la interfaco inter ŝtalo kaj aluminio; (h) Fe2Al5 kaj totala IMC-dikeco de konduktivaj veldsuturoj
Figuro 7. (ac) Mapo de la kontura kaviĝo de Vickers-mikromalmoleco; (df) Koresponda SEM-EDS-kemia spektro por reprezenta loka penetra perforveldado
Figuro 8. (ac) Mapo de la kontura indentado de Vickers-mikromalmoleco; (df) Koresponda SEM-EDS-kemia spektro por reprezenta veldado per plena penetra truoreĝimo
Figuro 9. EBSD-diagramo montras la grengrandecon de la ferriĉa regiono (supra plato) en la plena penetra truotesto, kaj kvantigas la grengrandecdistribuon.
Figuro 10. SEM-EDS-spektroj de la interfaco inter riĉa fero kaj riĉa aluminio
Ĉi tiu studo esploris la efikojn de ARM-lasero sur la formadon, mikrostrukturon kaj mekanikajn ecojn de IMC en IF-ŝtalo-1050 aluminialojaj malsimilaj supermetitaj velditaj juntoj. La studo konsideris tri veldreĝimojn (kondukta reĝimo, loka penetra reĝimo kaj plena penetra reĝimo) kaj tri elektitajn laserradiajn formojn (Gaŭsa radio, ringoforma radio kaj Gaŭsa ringoforma radio). La esplorrezultoj indikas, ke elekti la taŭgan potencoproporcion de Gaŭsa radio kaj ringoforma radio estas ŝlosila parametro por kontroli la formadon kaj mikrostrukturon de interna modala karbono, tiel maksimumigante la mekanikajn ecojn de la veldo. En kondukta reĝimo, cirkla radio kun potencoproporcio de 0.2 provizas la plej bonan veldan forton (71% junta efikeco). En la truadreĝimo, la Gaŭsa radio produktas pli grandan veldan profundon kaj pli altan bildformaton, sed la velda intenseco estas signife reduktita. La ringoforma radio kun potencoproporcio de 0.5 havas signifan efikon sur la rafinado de ŝtalaj flankaj grajnoj en la veldsuturo. Ĉi tio ŝuldiĝas al la pli malalta pinta temperaturo de la ringoforma trabo, kiu kondukas al pli rapida malvarmiĝo, kaj la kreskolimiga efiko de migrado de Al-soluta materialo al la supra parto de la veldaĵo sur la grenostrukturo. Ekzistas forta korelacio inter la mikromalmoleco de Vickers kaj la antaŭdiro de Thermo Calc pri la faza volumena procento. Ju pli granda la volumena procento de Fe4Al13, des pli alta la mikromalmoleco.
Afiŝtempo: 25-a de januaro 2024
