Defekte të zakonshme në saldimin me lazer të lidhjeve të aluminit

Defekte të zakonshme nëSaldim me lazer për lidhje alumini

Qoftë saldimi autogjen me lazer aposaldim hibrid me hark lazeripërdoret për lidhjet e aluminit, ka disa probleme të zakonshme teknike, d.m.th., mund të ndodhin defekte nëse parametrat e procesit dhe kushtet e saldimit janë metalurgjike.i papërshtatshëm.Defektet në nyjet e lidhjeve të aluminit përfshijnë kryesisht dy lloje: porozitetin e saldimit dhe çarjet e nxehta të saldimit. Përveç porozitetit dhe çarjeve të nxehta, defekte të tilla si prerja nën nivelin e duhur dhe formimi i dobët i anës së pasme ekzistojnë edhe në saldimin me lazer të lidhjeve të aluminit. Krahasuar me porozitetin e saldimit, probabiliteti i çarjeve të saldimit (të dukshme me sy të lirë ose nën zmadhim të ulët) nuk është i lartë. Megjithatë, për shkak se çarjet janë më të rrezikshme, JIS Z 3105 përcakton që sapo të zbulohet një çarje në një saldim, saldimi duhet të gjykohet si Klasa IV. Prerja nën nivelin e duhur, formimi i dobët i anës së pasme dhe defekte të tjera janë kryesisht defekte serioze të shkaktuara nga kontrolli i papërshtatshëm i shpejtësisë ose parametrat e procesit të papërshtatshëm. Defekte të tilla zakonisht shfaqen në fazën e eksplorimit dhe debuggingut të procesit, dhe rrallë ndodhin në operacionet normale të prodhimit aktual. Prandaj, poroziteti është një lloj defekti që është më i dëmshëm në saldimin me lazer të lidhjeve të aluminit dhe në shërbimin e strukturave të salduara, dhe është e vështirë të eliminohet në thelb.

1. Poroziteti

Poroziteti është defekti më i zakonshëm dhe kryesor i vëllimit nësaldimi me lazer i lidhjeve të aluminit, me madhësi që variojnë nga qindra mikronë deri në disa milimetra. Mekanizmi i formimit të tij nuk është ende plotësisht i qartë. Poroziteti jo vetëm që dobëson seksionin efektiv të punës së saldimit, por gjithashtu shkakton përqendrim të stresit, duke zvogëluar rezistencën dinamike dhe performancën e lodhjes së bashkimit të salduar.

Kur lidhja e aluminit shkrihet në një mjedis që përmban hidrogjen, përmbajtja e saj e brendshme e hidrogjenit mund të arrijë më shumë se 0.69 ml/100g, por pasi lidhja ngurtësohet, tretshmëria e saj në hidrogjen në ekuilibër është maksimumi 0.036 ml/100g. Besohet përgjithësisht se gjatë procesit të ftohjes së saldimit me lazer, tretshmëria e hidrogjenit bie ndjeshëm dhe reshjet e hidrogjenit të mbingopur do të formojnë porozitet hidrogjeni. Avullimi i elementëve lidhës me pikë të ulët shkrirjeje dhe presion të lartë avulli mund të çojë gjithashtu në porozitet, i cili quhet porozitet metalurgjik. Përveç kësaj, shqetësimi i rrezes së lazerit dhe paqëndrueshmëria e vrimës së çelësit gjithashtu mund të formojnë porozitet, por një porozitet i tillë ka një formë të parregullt dhe mund të quhet porozitet i shkaktuar nga procesi. Për shkak të aktivitetit të lartë kimik të lidhjeve të aluminit, një film oksidi formohet lehtësisht në sipërfaqe. Gjatë saldimit, uji kristalor dhe uji i kombinuar i dekompozuar nga filmi oksid në sipërfaqen e lidhjes së aluminit, së bashku me lagështinë në ajër dhe gazin mbrojtës, dekompozohen drejtpërdrejt për të prodhuar hidrogjen në zonën e temperaturës së lartë nën veprimin e lazerit. Këto gazra hidrogjeni mund të precipitojnë gjatë ftohjes dhe ngurtësimit të pellgut të shkrirë për të formuar flluska ose të gjenerojnë drejtpërdrejt flluska në filmin e oksidit të shkrirë jo plotësisht. Për shkak të gravitetit të ulët specifik të lidhjeve të aluminit, shpejtësia e ngritjes së flluskave në pellgun e shkrirë është e ngadaltë. Përveç kësaj, lidhjet e aluminit kanë përçueshmëri të fortë termike, dhe shpejtësia e ftohjes dhe ngurtësimit të pellgut të shkrirë është jashtëzakonisht e shpejtë. Disa flluska nuk mund të dalin me kalimin e kohës dhe mbeten në saldim, duke formuar kështu porozitet metalurgjik. Studimet kanë treguar se gazi kryesor në porozitetin e saldimeve të lidhjeve të aluminit është hidrogjeni, kështu që poroziteti në saldimet e lidhjeve të aluminit nganjëherë quhet porozitet hidrogjeni. Kur vëzhgohet thyerja e porozitetit nën një mikroskop elektronik skanues, poroziteti paraqet kryesisht një morfologji sferike me skaje dendrite të kristaleve dendritike të rregulluara fort, dhe muri i brendshëm është i lëmuar, i pastër dhe pa gjurmë oksidimi. Ekzistenca e porozitetit jo vetëm që zvogëlon kompaktësinë e saldimit dhe kapacitetin mbajtës të bashkimit, por gjithashtu zvogëlon forcën dhe plasticitetin e bashkimit në shkallë të ndryshme.

2. Çarje të nxehta

Çarjet e nxehta (duke përfshirë çarjet e ngurtësimit dhe çarjet e lëngëzimit) formohen gjatë procesit të ngurtësimit të metalit të shkrirë të pishinës dhe janë një nga llojet e zakonshme të defekteve në saldimin me lazer të lidhjeve të aluminit. Karakteristika më e dukshme e morfologjisë së thyerjes së çarjeve të ngurtësimit është se sipërfaqja e thyerjes përbëhet nga një sipërfaqe e madhe me kalldrëm të lëmuar, por të pabarabartë, ose struktura të ngjashme me pataten, dhe sipërfaqja shpesh ruan eutektika ndërgranulare me pikë shkrirjeje të ulët ose palosje të filmit të lëngshëm, si dhe gjurmë të thyerjes së brishtë të dendriteve. Morfologjia e thyerjes së çarjeve të lëngëzimit është e ngjashme me atë të çarjeve të ngurtësimit, por ka karakteristikat e thyerjes ndërgranulare në temperaturë të lartë ose thyerjes së ngurtësimit. Në thyerjen e lodhjes së nyjeve të salduara me shkrirje nën ngarkesë lodhjeje, burimet e çarjeve të lodhjes të shkaktuara nga çarje të tilla të nxehta janë gjithashtu të zakonshme. Shkaqet e çarjeve të nxehta në saldimin me lazer të lidhjeve të aluminit lidhen kryesisht me karakteristikat e tyre dhe proceset e saldimit. Lidhjet e aluminit kanë një shkallë të lartë tkurrjeje gjatë ngurtësimit (deri në 5%), duke rezultuar në stres dhe deformim të madh të saldimit; Përveç kësaj, strukturat eutektike me pikë të ulët shkrirjeje formohen përgjatë kufijve të kokrrizave gjatë ngurtësimit të metalit të salduar, gjë që dobëson forcën lidhëse të kufijve të kokrrizave, duke formuar kështu çarje të nxehta nën veprimin e stresit në tërheqje. Përveç kësaj, morfologjitë e çarjeve në saldimin me lazer të lidhjeve të aluminit mund të përmblidhen në kategoritë e mëposhtme: çarje në qendrën e saldimit; çarje në vijën e bashkimit të saldimit; çarje ndërgranulare në saldime; çarje të lëngëzimit të zonës së prekur nga nxehtësia; çarje të shkaktuara nga filmat oksid; dhe mikroçarje ndërgranulare.

Përveç kësaj, mbrojtja e dobët gjatë saldimit bën që metali i saldimit të reagojë me gazrat në ajër, dhe përfshirjet e formuara janë gjithashtu burime të mundshme çarjesh. Lloji dhe sasia e elementëve aliazhues kanë një ndikim të madh në tendencën e çarjes së nxehtë gjatë saldimit me aliazh alumini. Në përgjithësi, aliazhet e aluminit të serive Al-Si dhe Al-Mn kanë saldueshmëri të mirë dhe nuk prodhojnë lehtë çarje të nxehtë; ndërsa aliazhet e aluminit të serive Al-Mg, Al-Cu dhe Al-Zn kanë tendenca relativisht të larta të çarjes së nxehtë. Tendenca e çarjes së nxehtë mund të reduktohet duke rregulluar parametrat e procesit të saldimit për të kontrolluar shkallët e ngrohjes dhe ftohjes. Në përgjithësi, tendenca e çarjes së nxehtë e saldimit hibrid me hark lazer është më e mirë se ajo e saldimit me tela mbushëse me lazer, dhe tendenca e çarjes së nxehtë e saldimit me tela mbushëse me lazer është më e mirë se ajo e saldimit autogjen me lazer.

3. Prerje e nënvlerësuar dhe djegie e plotë

Aliazhet e aluminit kanë energji të ulët jonizimi, dhe plazma e fotoinduktuar është e prirur ndaj mbinxehjes dhe zgjerimit gjatë saldimit, duke rezultuar në procese saldimi të paqëndrueshme. Përveç kësaj, aliazhet e lëngshme të aluminit kanë rrjedhshmëri të mirë dhe tension të ulët sipërfaqësor. Për të përmirësuar depërtimin, shpesh kërkohet një shkallë më e madhe e rrjedhjes së gazit mbrojtës dhe fuqi dalëse e lazerit, gjë që përkeqëson stabilitetin e procesit të saldimit, duke bërë që pellgu i shkrirë të luhatet dhunshëm nën presion dhe duke çuar lehtësisht në defekte të tilla si nënprerja dhe djegia. Formueshmëria e pjesës së pasme të pllakave të aliazhit të aluminit të salduara me lazer mund të përmirësohet në mënyrë efektive duke instaluar një pllakë bakri të ftohur me ujë në pjesën e pasme të saldimit.

4. Përfshirja e skorjeve

Një lloj tjetër defekti që ndodh shpesh në saldimin e karrocerisë së makinës është përfshirja e skorjeve të saldimit. Studimet kanë treguar se përfshirja e skorjeve vjen kryesisht nga oksidet në sipërfaqen e saldimeve dhe telave të saldimit, si dhe nga proceset e paqëndrueshme në lokalizimin e materialeve të lidhjeve të aluminit. Prandaj, prodhuesit e materialeve të lidhjeve të aluminit duhet të forcojnë inovacionin teknologjik dhe të përmirësojnë proceset e derdhjes për të minimizuar përmbajtjen e papastërtive dhe hidrogjenit në lëndët e para dhe për të rritur stabilitetin e cilësisë së produkteve.