सामान्य दोषांमध्येॲल्युमिनियम मिश्रधातू लेझर वेल्डिंग
लेझर ऑटोजेनस वेल्डिंग असो वालेझर-आर्क हायब्रीड वेल्डिंगॲल्युमिनियम मिश्रधातूसाठी वापरले जात असले तरी, त्यात काही सामान्य तांत्रिक समस्या आहेत, म्हणजेच, जर प्रक्रिया मापदंड आणि वेल्डिंगची परिस्थिती धातुशास्त्रीय असेल तर दोष निर्माण होऊ शकतात.अयोग्य.ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या जोडांमधील दोषांमध्ये प्रामुख्याने दोन प्रकारांचा समावेश होतो: वेल्ड पोरोसिटी (छिद्रता) आणि वेल्डिंग हॉट क्रॅक्स (उष्णतेमुळे निर्माण होणारे तडे). पोरोसिटी आणि हॉट क्रॅक्स व्यतिरिक्त, ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या लेझर वेल्डिंगमध्ये अंडरकट आणि मागच्या बाजूची खराब निर्मिती यांसारखे दोष देखील आढळतात. वेल्ड पोरोसिटीच्या तुलनेत, वेल्डिंग क्रॅक्सची (उघड्या डोळ्यांना किंवा कमी मॅग्निफिकेशनखाली दिसणारे) शक्यता जास्त नसते. तथापि, क्रॅक्स अधिक धोकादायक असल्यामुळे, JIS Z 3105 नुसार, एकदा वेल्डमध्ये क्रॅक आढळल्यास, त्या वेल्डला वर्ग IV (Class IV) म्हणून गणले जाईल. अंडरकट, मागच्या बाजूची खराब निर्मिती आणि इतर दोष हे बहुतेकदा अयोग्य गती नियंत्रण किंवा विसंगत प्रक्रिया पॅरामीटर्समुळे होणारे गंभीर दोष असतात. असे दोष सामान्यतः प्रक्रिया अन्वेषण आणि डीबगिंगच्या टप्प्यात दिसून येतात आणि सामान्य प्रत्यक्ष उत्पादन कार्यांमध्ये क्वचितच आढळतात. त्यामुळे, पोरोसिटी हा ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या लेझर वेल्डिंगमध्ये आणि वेल्ड केलेल्या संरचनांच्या वापरामध्ये अधिक हानिकारक दोषांचा प्रकार आहे आणि तो मुळापासून दूर करणे कठीण आहे.
१. सच्छिद्रता
सच्छिद्रता हा सर्वात सामान्य आणि प्रमुख आकारमान दोष आहेॲल्युमिनियम मिश्रधातूंचे लेझर वेल्डिंगत्यांचा आकार शेकडो मायक्रॉनपासून ते काही मिलिमीटरपर्यंत असतो. त्याच्या निर्मितीची यंत्रणा अद्याप पूर्णपणे स्पष्ट नाही. सच्छिद्रता केवळ वेल्डच्या प्रभावी कार्यरत भागालाच कमकुवत करत नाही, तर ताण केंद्रीकरण देखील निर्माण करते, ज्यामुळे वेल्ड केलेल्या जोडाची गतिशील शक्ती आणि थकवा सहन करण्याची क्षमता कमी होते.
जेव्हा ॲल्युमिनियम मिश्रधातू हायड्रोजनयुक्त वातावरणात वितळतो, तेव्हा त्यातील हायड्रोजनचे प्रमाण ०.६९ मिली/१०० ग्रॅम पेक्षा जास्त असू शकते, परंतु मिश्रधातू घनीभूत झाल्यावर, समतोल स्थितीत त्याची हायड्रोजन विद्राव्यता जास्तीत जास्त ०.०३६ मिली/१०० ग्रॅम असते. सामान्यतः असे मानले जाते की लेझर वेल्डिंगच्या शीतलीकरण प्रक्रियेदरम्यान, हायड्रोजनची विद्राव्यता झपाट्याने कमी होते आणि अतिसंपृक्त हायड्रोजनच्या अवक्षेपणामुळे हायड्रोजन पोरोसिटी (छिद्रता) निर्माण होते. कमी वितळणबिंदू आणि उच्च बाष्पदाब असलेल्या मिश्रधातू घटकांच्या बाष्पीभवनामुळे देखील पोरोसिटी निर्माण होऊ शकते, ज्याला धातुशास्त्रीय पोरोसिटी (मेटलर्जिकल पोरोसिटी) म्हणतात. याव्यतिरिक्त, लेझर बीममधील अडथळा आणि कीहोलच्या अस्थिरतेमुळे देखील पोरोसिटी निर्माण होऊ शकते, परंतु अशा पोरोसिटीचा आकार अनियमित असतो आणि तिला प्रक्रिया-प्रेरित पोरोसिटी (प्रोसेस-इंड्युस्ड पोरोसिटी) म्हटले जाऊ शकते. ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या उच्च रासायनिक सक्रियतेमुळे, पृष्ठभागावर सहजपणे ऑक्साईडचा थर तयार होतो. वेल्डिंग दरम्यान, ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्ममधून विघटित झालेले स्फटिकजल आणि संयुक्त पाणी, हवेतील आर्द्रता आणि संरक्षक वायू यांच्यासोबत, लेझरच्या प्रभावाखाली उच्च-तापमान क्षेत्रात थेट विघटित होऊन हायड्रोजन वायू तयार होतो. हे हायड्रोजन वायू वितळलेल्या भागाच्या थंड होण्याच्या आणि घनीभवनाच्या प्रक्रियेदरम्यान अवक्षेपित होऊन बुडबुडे तयार करतात किंवा अपूर्णपणे वितळलेल्या ऑक्साईड फिल्मवर थेट बुडबुडे तयार करतात. ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या कमी विशिष्ट गुरुत्वामुळे, वितळलेल्या भागातील बुडबुड्यांचा वर येण्याचा वेग मंद असतो. याव्यतिरिक्त, ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंची औष्णिक वाहकता जास्त असते आणि वितळलेल्या भागाच्या थंड होण्याचा व घनीभवनाचा वेग अत्यंत जलद असतो. काही बुडबुडे वेळेवर बाहेर पडू शकत नाहीत आणि वेल्डमध्येच राहतात, ज्यामुळे धातुशास्त्रीय सच्छिद्रता निर्माण होते. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या वेल्डमधील सच्छिद्रतेमधील मुख्य वायू हायड्रोजन आहे, म्हणून ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या वेल्डमधील सच्छिद्रतेला कधीकधी 'हायड्रोजन सच्छिद्रता' असेही म्हटले जाते. स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपखाली पोरोसिटीच्या फ्रॅक्चरचे निरीक्षण केल्यावर, पोरोसिटी बहुतेकदा गोलाकार आकार धारण करते, ज्यात डेंड्रिटिक क्रिस्टल्सची डेंड्राइट टोके घट्टपणे रचलेली असतात आणि तिची आतील भिंत गुळगुळीत, स्वच्छ व ऑक्सिडेशनच्या खुणांपासून मुक्त असते. पोरोसिटीच्या अस्तित्वामुळे केवळ वेल्डची एकसंधता आणि जोडाची भार सहन करण्याची क्षमताच कमी होत नाही, तर जोडाची ताकद आणि लवचिकता देखील कमी-अधिक प्रमाणात कमी होते.
२. गरम भेगा
उष्ण भेगा (ज्यात घनीकरण भेगा आणि द्रवीकरण भेगा यांचा समावेश आहे) वितळलेल्या धातूच्या घनीकरण प्रक्रियेदरम्यान तयार होतात आणि ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या लेझर वेल्डिंगमधील सामान्य दोष प्रकारांपैकी एक आहेत. घनीकरण भेगांच्या फ्रॅक्चर मॉर्फोलॉजीचे सर्वात स्पष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे फ्रॅक्चर पृष्ठभाग मोठ्या प्रमाणावर गुळगुळीत परंतु असमान दाणेदार गोटे किंवा बटाट्यासारख्या रचनांनी बनलेला असतो आणि पृष्ठभागावर अनेकदा आंतरकणीय कमी-वितळणबिंदूचे युटेक्टिक्स किंवा द्रव फिल्मच्या घड्या, तसेच डेंड्राइट्सच्या ठिसूळ फ्रॅक्चरच्या खुणा टिकून राहतात. द्रवीकरण भेगांची फ्रॅक्चर मॉर्फोलॉजी घनीकरण भेगांसारखीच असते, परंतु त्यात उच्च-तापमान आंतरकणीय फ्रॅक्चर किंवा घनीकरण फ्रॅक्चरची वैशिष्ट्ये असतात. फटीग लोडिंगखालील फ्यूजन-वेल्डेड जोडांच्या फटीग फ्रॅक्चरमध्ये, अशा उष्ण भेगांमुळे होणारे फटीग क्रॅकचे स्रोत देखील सामान्य आहेत. ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या लेझर वेल्डिंगमधील उष्ण भेगांची कारणे मुख्यत्वे त्यांच्या स्वतःच्या वैशिष्ट्यांशी आणि वेल्डिंग प्रक्रियेशी संबंधित आहेत. ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंमध्ये घनीभवनादरम्यान आकुंचनाचा दर मोठा असतो (५% पर्यंत), ज्यामुळे मोठा वेल्डिंग ताण आणि विरूपण निर्माण होते; याव्यतिरिक्त, वेल्ड धातूच्या घनीभवनादरम्यान कणसीमांवर कमी-वितळणबिंदू असलेल्या युटेक्टिक संरचना तयार होतात, ज्यामुळे कणसीमांचे बंधन बल कमकुवत होते आणि परिणामी ताणतणावाच्या प्रभावाखाली उष्ण तडे निर्माण होतात. याव्यतिरिक्त, ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या लेझर वेल्डिंगमधील तड्यांच्या स्वरूपाचा खालील श्रेणींमध्ये सारांश करता येतो: वेल्ड केंद्रातील तडे; वेल्ड संलयन रेषेवरील तडे; वेल्डमधील आंतरकणीय तडे; उष्णतेने प्रभावित क्षेत्रातील द्रवीकरणामुळे निर्माण होणारे तडे; ऑक्साईडच्या थरांमुळे होणारे तडे; आणि आंतरकणीय सूक्ष्म तडे.
याव्यतिरिक्त, वेल्डिंग दरम्यान अपुऱ्या संरक्षणामुळे वेल्ड मेटल हवेतील वायूंसोबत अभिक्रिया करते आणि तयार झालेले कण हे देखील तडे जाण्याचे संभाव्य स्रोत असतात. ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या वेल्डिंग दरम्यान उष्ण तडे जाण्याच्या प्रवृत्तीवर मिश्रधातू घटकांचा प्रकार आणि प्रमाण यांचा मोठा प्रभाव असतो. साधारणपणे, Al-Si आणि Al-Mn मालिकेतील ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंची वेल्डिंगक्षमता चांगली असते आणि त्यात उष्ण तडे जाणे सोपे नसते; तर Al-Mg, Al-Cu आणि Al-Zn मालिकेतील ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंमध्ये उष्ण तडे जाण्याची प्रवृत्ती तुलनेने जास्त असते. उष्णता आणि शीतनाचा दर नियंत्रित करण्यासाठी वेल्डिंग प्रक्रियेचे पॅरामीटर्स समायोजित करून उष्ण तडे जाण्याची प्रवृत्ती कमी केली जाऊ शकते. सर्वसाधारणपणे, लेझर-आर्क हायब्रीड वेल्डिंगची उष्ण तडे जाण्याची प्रवृत्ती लेझर फिलर वायर वेल्डिंगपेक्षा चांगली असते आणि लेझर फिलर वायर वेल्डिंगची उष्ण तडे जाण्याची प्रवृत्ती लेझर ऑटोजेनस वेल्डिंगपेक्षा चांगली असते.
३. अंडरकट आणि बर्न-थ्रू
ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंची आयनीकरण ऊर्जा कमी असते आणि वेल्डिंग दरम्यान फोटो-प्रेरित प्लाझ्मा जास्त गरम होऊन प्रसरण पावण्याची शक्यता असते, ज्यामुळे वेल्डिंग प्रक्रिया अस्थिर होते. याव्यतिरिक्त, द्रव ॲल्युमिनियम मिश्रधातूमध्ये चांगली प्रवाहीता आणि कमी पृष्ठताण असतो. वेल्डिंगची खोली सुधारण्यासाठी, अनेकदा जास्त संरक्षक वायू प्रवाह दर आणि लेझर आउटपुट पॉवरची आवश्यकता असते, ज्यामुळे वेल्डिंग प्रक्रियेची स्थिरता बिघडते. यामुळे वितळलेला पूल दाबाखाली तीव्रतेने हेलकावे खातो आणि अंडरकट व बर्न-थ्रू सारखे दोष सहजपणे निर्माण होतात. वेल्डच्या मागील बाजूस पाण्याने थंड होणारी तांब्याची प्लेट बसवून लेझर-वेल्ड केलेल्या ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या प्लेट्सची मागील बाजूची आकार्यता प्रभावीपणे सुधारता येते.
४. स्लगचा समावेश
कार बॉडी वेल्डिंगमध्ये वारंवार आढळणारा आणखी एक प्रकारचा दोष म्हणजे वेल्ड स्लॅग इन्क्लूजन. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की, स्लॅग इन्क्लूजन मुख्यत्वे वेल्डमेंटच्या पृष्ठभागावरील ऑक्साईड्स आणि वेल्डिंग वायर्स, तसेच ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या सामग्रीच्या स्थानिकीकरणातील अस्थिर प्रक्रियांमुळे होते. त्यामुळे, ॲल्युमिनियम मिश्रधातू सामग्रीच्या उत्पादकांनी कच्च्या मालातील अशुद्धता आणि हायड्रोजनचे प्रमाण कमी करण्यासाठी आणि उत्पादनांच्या गुणवत्तेची स्थिरता वाढवण्यासाठी तांत्रिक नवोपक्रमाला बळकटी दिली पाहिजे आणि कास्टिंग प्रक्रिया सुधारल्या पाहिजेत.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०५-ऑगस्ट-२०२५
