۱. مثالهای کاربردی
1) تخته پیرایش
در دهه 1960، شرکت تویوتا موتور برای اولین بار فناوری ورقهای خام جوش داده شده سفارشی را به کار گرفت. این فناوری شامل اتصال دو یا چند ورق به یکدیگر با جوشکاری و سپس مهر زدن آنها است. این ورقها میتوانند ضخامت، جنس و خواص مختلفی داشته باشند. با توجه به الزامات فزاینده برای عملکرد و کارکردهای خودرو مانند صرفهجویی در مصرف انرژی، حفاظت از محیط زیست، ایمنی رانندگی و غیره، فناوری جوشکاری سفارشی توجه بیشتری را به خود جلب کرده است. جوشکاری ورق میتواند از جوش نقطهای، جوش لب به لب فلش،جوشکاری لیزری، جوشکاری قوس هیدروژنی و غیره. در حال حاضر،جوشکاری لیزریعمدتاً در تحقیقات خارجی و تولید قطعات جوش داده شده سفارشی استفاده میشود.
با مقایسه نتایج آزمایش و محاسبه، نتایج تطابق خوبی دارند و صحت مدل منبع گرما را تأیید میکنند. عرض درز جوش تحت پارامترهای مختلف فرآیند محاسبه و به تدریج بهینه شد. در نهایت، نسبت انرژی پرتو ۲:۱ در نظر گرفته شد، تیرهای دوتایی به صورت موازی چیده شدند، پرتو انرژی بزرگ در مرکز درز جوش و پرتو انرژی کوچک در صفحه ضخیم قرار گرفت. این میتواند به طور موثر عرض جوش را کاهش دهد. هنگامی که دو تیر ۴۵ درجه از یکدیگر فاصله دارند. هنگام چیدمان، پرتو به ترتیب روی صفحه ضخیم و صفحه نازک عمل میکند. به دلیل کاهش قطر موثر پرتو گرمایش، عرض جوش نیز کاهش مییابد.
۲) فلزات غیر همجنس فولاد آلومینیوم
مطالعه حاضر نتایج زیر را به دست میدهد: (1) با افزایش نسبت انرژی پرتو، ضخامت ترکیب بین فلزی در همان ناحیه موقعیت فصل مشترک جوش/آلیاژ آلومینیوم به تدریج کاهش مییابد و توزیع منظمتر میشود. وقتی RS=2 باشد، ضخامت لایه IMC فصل مشترک بین 5 تا 10 میکرون است. حداکثر طول IMC آزاد "سوزنی شکل" بین 23 میکرون است. وقتی RS=0.67 باشد، ضخامت لایه IMC فصل مشترک زیر 5 میکرون است و حداکثر طول IMC آزاد "سوزنی شکل" 5.6 میکرون است. ضخامت ترکیب بین فلزی به طور قابل توجهی کاهش مییابد.
(2)وقتی از لیزر دو پرتوی موازی برای جوشکاری استفاده میشود، IMC در فصل مشترک جوش/آلیاژ آلومینیوم نامنظمتر است. ضخامت لایه IMC در فصل مشترک جوش/آلیاژ آلومینیوم نزدیک فصل مشترک اتصال فولاد/آلیاژ آلومینیوم ضخیمتر است و حداکثر ضخامت آن 23.7 میکرون است. با افزایش نسبت انرژی پرتو، وقتی RS=1.50 باشد، ضخامت لایه IMC در فصل مشترک جوش/آلیاژ آلومینیوم همچنان بیشتر از ضخامت ترکیب بین فلزی در همان ناحیه از پرتو دوگانه سریال است.
۳. اتصال T شکل از جنس آلیاژ آلومینیوم-لیتیوم
در مورد خواص مکانیکی اتصالات جوش داده شده با لیزر آلیاژ آلومینیوم 2A97، محققان ریزسختی، خواص کششی و خواص خستگی را بررسی کردند. نتایج آزمایش نشان میدهد که: ناحیه جوش اتصال جوش داده شده با لیزر آلیاژ آلومینیوم 2A97-T3/T4 به شدت نرم شده است. ضریب حدود 0.6 است که عمدتاً مربوط به انحلال و مشکل بعدی در رسوب فاز تقویت کننده است. ضریب استحکام اتصال آلیاژ آلومینیوم 2A97-T4 جوش داده شده توسط لیزر فیبر IPGYLR-6000 میتواند به 0.8 برسد، اما پلاستیسیته آن کم است، در حالی که فیبر IPGYLS-4000جوشکاری لیزریضریب استحکام اتصالات آلیاژ آلومینیوم 2A97-T3 جوش داده شده با لیزر حدود 0.6 است؛ عیوب منافذ، منشأ ترکهای خستگی در اتصالات جوش داده شده با لیزر آلیاژ آلومینیوم 2A97-T3 هستند.
در حالت همزمان، با توجه به مورفولوژیهای مختلف کریستالی، FZ عمدتاً از کریستالهای ستونی و کریستالهای هممحور تشکیل شده است. کریستالهای ستونی دارای جهت رشد EQZ اپیتاکسیال هستند و جهت رشد آنها عمود بر خط همجوشی است. این به این دلیل است که سطح دانه EQZ یک ذره هستهزایی آماده است و اتلاف گرما در این جهت سریعترین است. بنابراین، محور کریستالوگرافی اولیه خط همجوشی عمودی ترجیحاً رشد میکند و کنارهها محدود میشوند. با رشد کریستالهای ستونی به سمت مرکز جوش، مورفولوژی ساختاری تغییر میکند و دندریتهای ستونی تشکیل میشوند. در مرکز جوش، دمای حوضچه مذاب بالا است، نرخ اتلاف گرما در همه جهات یکسان است و دانهها در همه جهات به صورت هممحور رشد میکنند و دندریتهای هممحور تشکیل میدهند. هنگامی که محور کریستالوگرافی اولیه دندریتهای هممحور دقیقاً مماس با صفحه نمونه باشد، میتوان دانههای گلمانند واضحی را در فاز متالوگرافی مشاهده کرد. علاوه بر این، تحت تأثیر فوق سرد شدن اجزای موضعی در منطقه جوش، نوارهای ریزدانه هممحور معمولاً در ناحیه درز جوش داده شده اتصال T شکل حالت سنکرون ظاهر میشوند و مورفولوژی دانه در نوار ریزدانه هممحور با مورفولوژی دانه EQZ متفاوت است. ظاهر یکسان. از آنجا که فرآیند گرمایش حالت ناهمگن TSTB-LW با حالت سنکرون TSTB-LW متفاوت است، تفاوتهای آشکاری در ماکرومورفولوژی و مورفولوژی ریزساختار وجود دارد. اتصال T شکل TSTB-LW حالت ناهمگن دو چرخه حرارتی را تجربه کرده است که ویژگیهای حوضچه مذاب دوگانه را نشان میدهد. یک خط ذوب ثانویه واضح در داخل جوش وجود دارد و حوضچه مذاب تشکیل شده توسط جوشکاری هدایت حرارتی کوچک است. در فرآیند TSTB-LW حالت ناهمگن، جوش نفوذ عمیق تحت تأثیر فرآیند گرمایش جوشکاری هدایت حرارتی قرار میگیرد. دندریتهای ستونی و دندریتهای هممحور نزدیک به خط ذوب ثانویه، مرزهای زیردانه کمتری دارند و به کریستالهای ستونی یا سلولی تبدیل میشوند که نشان میدهد فرآیند گرمایش جوشکاری رسانایی حرارتی بر جوشهای نفوذ عمیق تأثیر عملیات حرارتی دارد. و اندازه دانه دندریتها در مرکز جوش رسانای حرارتی 2-5 میکرون است که بسیار کوچکتر از اندازه دانه دندریتها در مرکز جوش نفوذ عمیق (5-10 میکرون) است. این امر عمدتاً مربوط به حداکثر گرمایش جوشها در هر دو طرف است. دما با سرعت خنک شدن بعدی مرتبط است.
۳) اصول جوشکاری روکش پودری با لیزر دو پرتویی
۴)استحکام بالای اتصال لحیم کاری
در آزمایش جوشکاری رسوب پودر لیزر دو پرتویی، از آنجایی که دو پرتو لیزر در دو طرف سیم پل در کنار هم توزیع شدهاند، برد لیزر و زیرلایه بزرگتر از جوشکاری رسوب پودر لیزر تک پرتویی است و اتصالات لحیم حاصل عمود بر سیم پل هستند. جهت سیم نسبتاً کشیده است. شکل 3.6 اتصالات لحیم حاصل از جوشکاری رسوب پودر لیزر تک پرتویی و دو پرتویی را نشان میدهد. در طول فرآیند جوشکاری، چه دو پرتویی باشد و چه نباشدجوشکاری لیزریروش یا تک پرتوجوشکاری لیزریدر این روش، از طریق هدایت حرارتی، یک حوضچه مذاب خاص روی ماده پایه تشکیل میشود. به این ترتیب، فلز ماده پایه مذاب در حوضچه مذاب میتواند یک پیوند متالورژیکی با پودر آلیاژ خودگداز مذاب تشکیل دهد و در نتیجه جوشکاری انجام شود. هنگام استفاده از لیزر دو پرتویی برای جوشکاری، برهمکنش بین پرتو لیزر و ماده پایه، برهمکنش بین نواحی عمل دو پرتو لیزر است، یعنی برهمکنش بین دو حوضچه مذاب تشکیل شده توسط لیزر روی ماده. به این ترتیب، ناحیه همجوشی جدید حاصل بزرگتر از ناحیه همجوشی تک پرتو است.جوشکاری لیزریبنابراین اتصالات لحیم کاری به دست آمده توسط پرتو دوتاییجوشکاری لیزریاز تیرهای تک پرتو قویتر هستندجوشکاری لیزری.
2. لحیم پذیری بالا و تکرارپذیری
در تک پرتوجوشکاری لیزریآزمایش، از آنجا که مرکز نقطه متمرکز لیزر مستقیماً روی سیم میکرو پل عمل میکند، سیم پل الزامات بسیار بالایی برایجوشکاری لیزریپارامترهای فرآیند، مانند توزیع ناهموار چگالی انرژی لیزر و ضخامت ناهموار پودر آلیاژ. این امر منجر به شکستگی سیم در طول فرآیند جوشکاری میشود و حتی مستقیماً باعث تبخیر سیم پل میشود. در روش جوشکاری لیزری دو پرتویی، از آنجایی که مراکز نقطهای متمرکز دو پرتو لیزر مستقیماً بر روی سیمهای میکرو پل عمل نمیکنند، الزامات سختگیرانه برای پارامترهای فرآیند جوشکاری لیزری سیمهای پل کاهش مییابد و قابلیت جوشکاری و تکرارپذیری تا حد زیادی بهبود مییابد.
زمان ارسال: ۱۷ اکتبر ۲۰۲۳
