تعریف عیب پاشش: پاشش در جوشکاری به قطرات فلز مذاب خارج شده از حوضچه مذاب در حین فرآیند جوشکاری اطلاق می شود. این قطرات ممکن است روی سطح کار اطراف بیفتند و باعث زبری و ناهمواری در سطح شوند و همچنین ممکن است باعث از بین رفتن کیفیت حوضچه مذاب شوند و در نتیجه فرورفتگی، نقاط انفجار و سایر عیوب روی سطح جوش ایجاد شود که بر خواص مکانیکی جوش تأثیر می گذارد.
پاشش در جوشکاری به قطرات فلز مذاب خارج شده از حوضچه مذاب در طول فرآیند جوشکاری اشاره دارد. این قطرات ممکن است روی سطح کار اطراف بیفتند و باعث زبری و ناهمواری سطح شوند و همچنین ممکن است باعث از بین رفتن کیفیت حوضچه مذاب شوند که منجر به ایجاد فرورفتگی، نقاط انفجار و سایر عیوب روی سطح جوش میشود که بر خواص مکانیکی جوش تأثیر میگذارد.
طبقه بندی پاشش:
پاششهای کوچک: قطرات انجماد در لبه درز جوش و روی سطح ماده وجود دارند که عمدتاً بر ظاهر تأثیر میگذارند و هیچ تأثیری بر عملکرد ندارند؛ بهطورکلی، مرز تشخیص این است که قطره کمتر از 20٪ از عرض جوش باشد؛
پاشش زیاد: افت کیفیت وجود دارد که به صورت فرورفتگی، نقاط انفجار، بریدگیهای زیرین و غیره روی سطح قطعه نمایان میشود.درز جوشکه میتواند منجر به تنش و کرنش ناهموار شود و بر عملکرد درز جوش تأثیر بگذارد. تمرکز اصلی بر روی این نوع عیوب است.
فرآیند وقوع پاشش:
پاشش به صورت تزریق فلز مذاب در حوضچه مذاب در جهتی تقریباً عمود بر سطح مایع جوش به دلیل شتاب زیاد، آشکار میشود. این را میتوان به وضوح در شکل زیر مشاهده کرد، جایی که ستون مایع از مذاب جوش بالا میآید و به قطرات تجزیه میشود و پاششها را تشکیل میدهد.
صحنه وقوع پاشش آب
جوشکاری لیزریبه جوشکاری با رسانایی حرارتی و جوشکاری با نفوذ عمیق تقسیم میشود.
جوشکاری رسانایی حرارتی تقریباً هیچ پاشش حرارتی ندارد: جوشکاری رسانایی حرارتی عمدتاً شامل انتقال گرما از سطح ماده به داخل آن است و تقریباً هیچ پاششی در طول فرآیند ایجاد نمیشود. این فرآیند شامل تبخیر شدید فلز یا واکنشهای متالورژیکی فیزیکی نمیشود.
جوشکاری نفوذی عمیق سناریوی اصلی است که در آن پاشش رخ میدهد: جوشکاری نفوذی عمیق شامل رسیدن مستقیم لیزر به داخل ماده، انتقال گرما به ماده از طریق سوراخهای کلید است و واکنش فرآیند شدید است، که آن را به سناریوی اصلی که در آن پاشش رخ میدهد، تبدیل میکند.
همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، برخی از محققان از عکاسی پرسرعت همراه با شیشه شفاف با دمای بالا برای مشاهده وضعیت حرکت سوراخ کلید در حین جوشکاری لیزر استفاده میکنند. میتوان دریافت که لیزر اساساً به دیواره جلویی سوراخ کلید برخورد میکند و مایع را به سمت پایین هدایت میکند، از سوراخ کلید عبور میکند و به انتهای حوضچه مذاب میرسد. موقعیتی که لیزر در داخل سوراخ کلید دریافت میشود ثابت نیست و لیزر در حالت جذب فرنل در داخل سوراخ کلید قرار دارد. در واقع، این حالت، حالتی از شکست و جذب چندگانه است که وجود مایع حوضچه مذاب را حفظ میکند. موقعیت شکست لیزر در طول هر فرآیند با زاویه دیواره سوراخ کلید تغییر میکند و باعث میشود سوراخ کلید در حالت حرکت پیچشی قرار گیرد. موقعیت تابش لیزر ذوب میشود، تبخیر میشود، تحت نیرو قرار میگیرد و تغییر شکل میدهد، بنابراین ارتعاش پریستالتیک به جلو حرکت میکند.
مقایسهای که در بالا ذکر شد از شیشه شفاف با دمای بالا استفاده میکند که در واقع معادل نمای مقطعی از حوضچه مذاب است. از این گذشته، وضعیت جریان حوضچه مذاب با وضعیت واقعی متفاوت است. بنابراین، برخی از محققان از فناوری انجماد سریع استفاده کردهاند. در طول فرآیند جوشکاری، حوضچه مذاب به سرعت منجمد میشود تا حالت آنی در داخل سوراخ کلید به دست آید. به وضوح میتوان دید که لیزر به دیواره جلویی سوراخ کلید برخورد میکند و یک پله تشکیل میدهد. لیزر بر روی این شیار پلهای عمل میکند و حوضچه مذاب را به سمت پایین هل میدهد تا جریان یابد، شکاف سوراخ کلید را در حین حرکت رو به جلوی لیزر پر میکند و بدین ترتیب نمودار تقریبی جهت جریان جریان داخل سوراخ کلید حوضچه مذاب واقعی را به دست میآورد. همانطور که در شکل سمت راست نشان داده شده است، فشار پسزنی فلز ایجاد شده توسط فرسایش لیزری فلز مایع، حوضچه مذاب مایع را به سمت دور زدن دیواره جلویی هدایت میکند. سوراخ کلید به سمت انتهای حوضچه مذاب حرکت میکند و مانند یک فواره از عقب به سمت بالا میجهد و به سطح حوضچه مذاب انتهایی برخورد میکند. همزمان، به دلیل کشش سطحی (هرچه دمای کشش سطحی پایینتر باشد، ضربه بیشتر است)، فلز مایع موجود در حوضچه مذاب انتهایی توسط کشش سطحی کشیده میشود تا به سمت لبه حوضچه مذاب حرکت کند و به طور مداوم جامد شود. فلز مایعی که میتواند در آینده جامد شود، به سمت انتهای سوراخ کلید برمیگردد و به همین ترتیب ادامه مییابد.
نمودار شماتیک جوشکاری نفوذی عمیق با روش سوراخ کلید لیزری: الف: جهت جوشکاری؛ ب: پرتو لیزر؛ ج: سوراخ کلید؛ د: بخار فلز، پلاسما؛ ه: گاز محافظ؛ و: دیواره جلویی سوراخ کلید (سنگزنی پیش از ذوب)؛ ز: جریان افقی ماده مذاب از طریق مسیر سوراخ کلید؛ ح: فصل مشترک انجماد حوضچه مذاب؛ ط: مسیر جریان رو به پایین حوضچه مذاب.
خلاصه:
فرآیند برهمکنش بین لیزر و ماده: لیزر بر روی سطح ماده عمل میکند و باعث فرسایش شدید میشود. ماده ابتدا گرم، ذوب و تبخیر میشود. در طول فرآیند تبخیر شدید، بخار فلز به سمت بالا حرکت میکند تا به حوضچه مذاب فشار پسزنی رو به پایین بدهد و در نتیجه یک سوراخ کلید ایجاد شود. لیزر وارد سوراخ کلید میشود و فرآیندهای انتشار و جذب متعددی را طی میکند که منجر به تأمین مداوم بخار فلز و حفظ سوراخ کلید میشود. لیزر عمدتاً بر روی دیواره جلویی سوراخ کلید عمل میکند و تبخیر عمدتاً بر روی دیواره جلویی سوراخ کلید رخ میدهد. فشار پسزنی، فلز مایع را از دیواره جلویی سوراخ کلید هل میدهد تا در اطراف سوراخ کلید به سمت انتهای حوضچه مذاب حرکت کند. مایعی که با سرعت بالا در اطراف سوراخ کلید حرکت میکند، به حوضچه مذاب به سمت بالا برخورد میکند و امواج برجستهای تشکیل میدهد. سپس، تحت تأثیر کشش سطحی، به سمت لبه حرکت میکند و در چنین چرخهای جامد میشود. پاشش عمدتاً در لبه دهانه سوراخ کلید رخ میدهد و فلز مایع روی دیواره جلویی با سرعت بالا از سوراخ کلید عبور میکند و به موقعیت حوضچه مذاب دیواره پشتی برخورد میکند.
زمان ارسال: ۱۹ ژوئن ۲۰۲۴
