Laserkeevituspritsmete tekkimise mehhanism ja summutusskeem

Pritsmedefekti definitsioon: Keevituspritsmed viitavad sulametalli tilkadele, mis keevitusprotsessi käigus sulavannist välja paiskuvad. Need tilgad võivad langeda ümbritsevale tööpinnale, põhjustades pinna karedust ja ebatasasusi ning samuti sulavanni kvaliteedi langust, mille tulemuseks on mõlgid, plahvatuskohad ja muud keevisõmbluse pinnale tekkivad defektid, mis mõjutavad keevisõmbluse mehaanilisi omadusi.

Keevituspritsmed viitavad sulametalli tilkadele, mis keevitusprotsessi käigus sulavannist välja paiskuvad. Need tilgad võivad langeda ümbritsevale tööpinnale, põhjustades pinna karedust ja ebatasasusi ning samuti sulavanni kvaliteedi langust, mille tulemuseks on mõlgid, plahvatuskohad ja muud keevisõmbluse pinnale tekkinud defektid, mis mõjutavad keevisõmbluse mehaanilisi omadusi.

Pritsmete klassifikatsioon:

Väikesed pritsmed: Keevisõmbluse servas ja materjali pinnal esinevad tahkumispiisad, mis mõjutavad peamiselt välimust ja ei mõjuta jõudlust; Üldiselt on eristuspiiriks see, et piisk moodustab keevisõmbluse sulamislaiusest alla 20%.

Suured pritsmed: Esineb kvaliteedi langus, mis avaldub mõlkide, plahvatuskohtade, sisselõigete jms kujul pinnal.keevisõmblus, mis võib põhjustada ebaühtlast pinget ja deformatsiooni, mõjutades keevisõmbluse toimivust. Peamine tähelepanu on suunatud just sellistele defektidele.

Pritsimise tekkimise protsess:

Pritsimine avaldub sulametalli sissepritsena sulavanni suure kiirenduse tõttu keevitusvedeliku pinnaga ligikaudu risti olevas suunas. Seda on selgelt näha alloleval joonisel, kus vedelikusammas tõuseb keevitussulamist üles ja laguneb tilkadeks, moodustades pritsmeid.

Pritsimise toimumise stseen

Laserkeevitusjaguneb soojusjuhtivusega ja sügava läbitungimisega keevitamiseks.

Soojusjuhtivusega keevitusel pritsmeid peaaegu ei teki: Soojusjuhtivusega keevitus hõlmab peamiselt soojuse ülekandumist materjali pinnalt sisemusse, protsessi käigus pritsmeid peaaegu ei teki. Protsess ei hõlma tugevat metalli aurustumist ega füüsikalisi metallurgilisi reaktsioone.

Sügavale tungiv keevitamine on peamine stsenaarium, kus esineb pritsimist: sügavkeevitus hõlmab laseri otse materjali sisenemist, soojuse ülekandmist materjalile läbi võtmeaukude ja protsessireaktsioon on intensiivne, mistõttu on see peamine stsenaarium, kus esineb pritsimist.

Nagu ülaltoodud joonisel näidatud, kasutavad mõned teadlased laserkeevituse ajal võtmeaugu liikumisseisundi jälgimiseks kiirfotograafiat koos kõrge temperatuuriga läbipaistva klaasiga. On näha, et laser tabab põhimõtteliselt võtmeaugu esiseina, lükates vedeliku allapoole voolama, möödudes võtmeaugust ja jõudes sulabasseini sabasse. Laseri vastuvõtu asend võtmeaugus ei ole fikseeritud ja laser on võtmeaugu sees Fresneli neeldumisseisundis. Tegelikult on see mitmekordse murdumise ja neeldumise seisund, mis säilitab sulabasseini vedeliku olemasolu. Laseri murdumise asend muutub iga protsessi ajal koos võtmeaugu seina nurgaga, põhjustades võtmeaugu keerdliikumise olekut. Laserkiirguse asend sulab, aurustub, on jõu mõjul ja deformeerub, nii et peristaltiline vibratsioon liigub edasi.

 

Ülalmainitud võrdluses kasutatakse kõrge temperatuuriga läbipaistvat klaasi, mis on tegelikult samaväärne sulabasseini ristlõikega. Lõppude lõpuks erineb sulabasseini vooluseisund tegelikust olukorrast. Seetõttu on mõned teadlased kasutanud kiirkülmutustehnoloogiat. Keevitusprotsessi käigus külmutatakse sulabassein kiiresti, et saavutada võtmeaugu sees olev hetkeline olek. On selgelt näha, et laser tabab võtmeaugu esiseina, moodustades astme. Laser toimib sellele astmesoonele, lükates sulabasseini allapoole voolama, täites laseri edasiliikumise ajal võtmeaugu tühiku ja saades seega ligikaudse voolusuuna diagrammi tegeliku sulabasseini võtmeaugu sees. Nagu paremal joonisel näidatud, ajab vedela metalli laserablatsioonil tekkiv metalli tagasilöögirõhk vedela sulabasseini esiseinast mööda. Võtmeauk liigub sulabasseini saba poole, paiskudes tagantpoolt ülespoole nagu purskkaev ja põrgates saba sulabasseini pinnale. Samal ajal, pindpinevuse tõttu (mida madalam on pindpinevuse temperatuur, seda suurem on löök), tõmbab pindpinevus sulabasseinis olevat vedelat metalli sulabasseini serva poole, kus see pidevalt tahkub. Vedel metall, mis saab tulevikus tahkuda, ringleb tagasi võtmeaugu sabaossa ja nii edasi.

Laser-võtmeaugu sügavläbitorkeevituse skemaatiline diagramm: A: Keevituse suund; B: Laserkiir; C: Võtmeauk; D: Metalliaur, plasma; E: Kaitsegaas; F: Võtmeaugu esisein (eelsulatuslihvimine); G: Sula materjali horisontaalne vool läbi võtmeaugu tee; H: Sulavanni tahkumisliides; I: Sulavanni allapoole suunatud voolutee.

Kokkuvõte:

Laseri ja materjali vastastikmõju protsess: laser toimib materjali pinnale, tekitades intensiivse ablatsiooni. Materjal kuumutatakse, sulatatakse ja aurustatakse esmalt. Intensiivse aurustumisprotsessi käigus liigub metalliaur ülespoole, andes sulabasseinile allapoole suunatud tagasilöögirõhu, mille tulemuseks on võtmeauk. Laser siseneb võtmeauku ja läbib mitu emissiooni- ja neeldumisprotsessi, mille tulemuseks on pidev metalliauru juurdevool, mis hoiab võtmeauku ülal. Laser toimib peamiselt võtmeaugu esiseinale ja aurustumine toimub peamiselt võtmeaugu esiseinal. Tagasilöögirõhk surub vedela metalli võtmeaugu esiseinast välja, et liikuda mööda võtmeauku sulabasseini saba poole. Võtmeaugu ümber suurel kiirusel liikuv vedelik põrkab sulabasseini ülespoole, moodustades kõrgendatud laineid. Seejärel liigub see pinna pinge mõjul serva poole ja tahkub sellises tsüklis. Pritsimine toimub peamiselt võtmeaugu ava servas ja esiseinal olev vedel metall möödub suurel kiirusel võtmeaugust ja põrkab kokku tagumise seina sulabasseini asukohaga.


Postituse aeg: 19. juuni 2024