लेझर वेल्डिंग – ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या ॲडजस्टेबल रिंग मोड (ARM) लेझर वेल्डिंगवर ऑसिलेशन पॅरामीटर्सचा प्रभाव
१. सारांश
या अभ्यासामध्ये ॲडजस्टेबल रिंग मोड (ARM) च्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता, स्थूल आणि सूक्ष्म संरचना आणि सच्छिद्रता यांवर दोलन आयाम आणि वारंवारतेच्या परिणामांचा तपास केला जातो.लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डेडA5083 ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या प्लेट्स. निकालांवरून असे दिसून येते की, कंपनाचा आयाम आणि वारंवारता वाढल्याने वेल्डच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारते. कंपनाचा आयाम वाढल्याने, वेल्डचा छेद "चषकाच्या" आकारावरून "अर्धचंद्राकृती" आकारात बदलतो. सूक्ष्म-संरचनात्मक विश्लेषण असे दर्शवते की, ढवळण्याचा परिणाम आणि शीतलन दरातील घट यांच्यातील स्पर्धेमुळे कंपनाचा आयाम आणि वारंवारता वाढल्याने वेल्डच्या कणांचा आकार कमी होत नाही. कंपनाचे मापदंड वाढल्याने वेल्डमधील सच्छिद्रता कमी होते आणि जेव्हा कंपनाचा आयाम २ मिमी असतो, तेव्हा अंतिम सच्छिद्रता ०.२२% पर्यंत पोहोचते. त्रिमितीय एक्स-रे टोमोग्राफी छिद्रांच्या वितरणावरील कंपनाच्या प्रभावाची अधिक पुष्टी करते: मोठी छिद्रे वितळलेल्या भागाच्या मागे एकत्र येतात, तर लहान छिद्रे अधिक चांगली समरूपता दर्शवतात. हे संशोधन A5083 ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या उपयोगांमध्ये उच्च-गुणवत्तेचे लेझर वेल्डिंग साध्य करण्यासाठी कंपनाचे मापदंड अनुकूलित करण्याकरिता मौल्यवान अंतर्दृष्टी प्रदान करते.
२ उद्योगाची पार्श्वभूमी
ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंचे फायदे म्हणजे त्यांचे हलके वजन, उच्च विशिष्ट शक्ती आणि चांगला गंज-प्रतिरोध, आणि त्यांचा वापर वाहन उद्योग, हाय-स्पीड रेल्वे, एरोस्पेस आणि इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. लेझर वेल्डिंगचे फायदे म्हणजे त्याची उच्च कार्यक्षमता, लहान उष्णता-प्रभावित क्षेत्र आणि कमी वेल्डिंग विरूपण. म्हणून,लेझर वेल्डिंग ही जाड पट्ट्यांसाठी योग्य असलेली एक किफायतशीर वेल्डिंग पद्धत आहे.ज्यामुळे वेल्ड पासेसची संख्या मोठ्या प्रमाणात कमी होऊ शकते. ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या लेझर वेल्डिंगमध्ये पोरोसिटी (छिद्रता) हा एक महत्त्वाचा दोष आहे, जो वेल्ड केलेल्या सांध्यांच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर गंभीर परिणाम करतो. त्यामुळे, पोरोसिटीची निर्मिती कमी करण्यासाठी आणि नाहीशी करण्यासाठी विस्तृत अभ्यास केले गेले आहेत, ज्यात शिल्डिंग गॅसचे ऑप्टिमायझेशन करणे, ड्युअल-बीम तंत्रज्ञानाचा वापर करणे, मॉड्युलेटेड लेझर पॉवर सिस्टीम वापरणे आणि ऑसिलेटिंग बीम पद्धतींचा अवलंब करणे यांचा समावेश आहे. लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डिंग तंत्रज्ञान हे लेझर वेल्डिंगचे फायदे स्वतःच्या वैशिष्ट्यांसह एकत्रित करण्याच्या क्षमतेमुळे वेगळे ठरते. लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डिंगचा वापर केल्याने केवळ पोरोसिटी कमी होत नाही, तर वेल्डची सूक्ष्म-संरचना सुधारते आणि वेल्डची गुणवत्ता वाढते. मोठ्या संख्येने अभ्यास प्रामुख्याने लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डिंगच्या विविध पैलूंवर केंद्रित आहेत, ज्यात पोरोसिटी कमी करणे, ऊर्जा वितरणाचे ऑप्टिमायझेशन, ग्रेन स्ट्रक्चरचे सूक्ष्मीकरण आणि वितळलेल्या पूलमधील वितळलेल्या प्रवाहाचे वैशिष्ट्यीकरण यांचा समावेश आहे. लेझर वेल्डिंगच्या तापमान वितरणात आणि प्रवेश खोलीत लेझर ऊर्जेचे वितरण महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. एका विशिष्ट दोलन आयामावर, स्कॅनिंग वारंवारता वाढल्याने, वेल्डिंग प्रक्रिया खोल प्रवेश वेल्डिंगपासून अस्थिर वेल्डिंगमध्ये आणि शेवटी उष्णता वहन वेल्डिंगमध्ये बदलते. परिणाम दर्शवतात की स्कॅनिंग आयाम आणि वारंवारता वाढवल्याने पोरोसिटी कमी होऊ शकते, परंतु वेल्डची प्रवेश खोली देखील लक्षणीयरीत्या कमी होते, ज्यामुळे वेल्डचे यांत्रिक गुणधर्म कमी होतात. अलिकडच्या वर्षांत, एक ॲडजस्टेबल रिंग मोड (ARM) लेझर विकसित केला गेला आहे, जो कीहोल स्थिर करणे आणि वेल्डिंगची गुणवत्ता सुधारणे या उद्देशाने लेझर ऊर्जेला उच्च ऊर्जा घनतेच्या कोअरमध्ये आणि कमी ऊर्जा घनतेच्या रिंगमध्ये विभाजित करतो. संशोधकांनी वेगवेगळ्या कोअर/रिंग पॉवर गुणोत्तर आणि दोलन रुंदी अंतर्गत 6xxx उच्च-शक्तीच्या ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंचे वेल्डिंग करण्यासाठी ARM लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डिंगचा वापर केला आहे. प्रायोगिक परिणाम दर्शवतात की वेल्डच्या भूमितीवर परिणाम करणारा मुख्य घटक कोअर-रिंग पॉवर गुणोत्तर नसून दोलन रुंदी आहे. तथापि, दोलन आणि ARM लेझरच्या संयोगाखाली छिद्रांचे वितरण आणि त्याच्या प्रतिबंधाच्या यंत्रणेचा अभ्यास केला गेला नाही. या शोधनिबंधात, वेल्डमधील सच्छिद्रता कमी करण्यासाठी, अधिक वेधन खोली आणि उत्तम वेल्ड गुणवत्ता मिळवण्यासाठी एका नवीन एआरएम लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचा अवलंब केला आहे. वेगवेगळ्या दोलन वारंवारता आणि आयामांखाली लेझर ऊर्जा वितरण, वितळलेल्या भागाचे गतिशील वर्तन आणि सूक्ष्मसंरचना यांचा एक व्यापक अभ्यास केला आहे.
३. प्रयोगाची उद्दिष्ट्ये आणि कार्यपद्धती
ॲल्युमिनियम मिश्रधातू जोडण्यासाठी वर्तुळाकार लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचा वापर करण्यात आला. मूळ सामग्री (BM) ही 300 मिमी × 100 मिमी × 5 मिमी (लांबी × रुंदी × जाडी) मापे असलेली 5083-O ॲल्युमिनियम मिश्रधातू होती आणि तिची रासायनिक रचना तक्त्यामध्ये दर्शविली आहे. वेल्डिंग करण्यापूर्वी, पृष्ठभागावरील ऑक्साईडचा थर काढण्यासाठी नमुने पॉलिश केले गेले, त्यानंतर पृष्ठभागावरील तेल काढण्यासाठी त्यांना अल्ट्रासोनिक बाथमध्ये 15 मिनिटांसाठी ॲसिटोनने स्वच्छ करण्यात आले.लेझर वेल्डिंग सिस्टमयात प्रामुख्याने कुका रोबोट, ट्रूडिस्क ८००१ डिस्क लेझर आणि ३डी पीएफओ गॅल्व्हनोमीटर स्कॅनर यांचा समावेश आहे. ट्रूडिस्क ८००१ डिस्क लेझरचा वापर ॲडजस्टेबल रिंग मोड लेझर सोर्स म्हणून केला गेला, ज्याचे कोअर/रिंग फायबर गुणोत्तर १००/४०० μm आणि कमाल आउटपुट पॉवर ८ kW आहे (तरंगलांबी १०३० nm, बीम क्वालिटी पॅरामीटर ४.० mm·rad). लेझर बीम कोअर भाग आणि रिंग भाग यांनी बनलेला असतो, जिथे मध्यवर्ती कोअर भागातील लेझर कीहोल (लेझर ऊर्जेच्या ६०%) निर्माण करतो आणि रिंग भागातील लेझर चांगले तापमान वितरण (लेझर ऊर्जेच्या ४०%) सुनिश्चित करतो, जसे की आकृती (b) मध्ये दाखवले आहे. कोलिमेटर आणि फोकसिंग लेन्सची फोकल लांबी अनुक्रमे १३८ मिमी आणि ४५० मिमी आहे. वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, वेल्डिंग प्रक्रियेचे रिअल-टाइममध्ये निरीक्षण करण्यासाठी फँटम V1840 हाय-स्पीड कॅमेरा आणि कॅविलक्स हाय-फ्रिक्वेन्सी प्रकाश स्रोताचा वापर करण्यात आला, ज्यामध्ये शूटिंगचा वेग 5000 fps आणि एक्सपोजर वेळ 1 μs होता. या अभ्यासात, वर्तुळाकार बीम दोलनाचा मार्ग, लेझरच्या हालचालीचा मार्ग आणि तात्कालिक वेग आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे परिभाषित केले आहेत.
४ निष्कर्ष आणि चर्चा
४.१ वेल्ड मॉर्फोलॉजीची वैशिष्ट्ये वेगवेगळ्या लेझर ऑसिलेशन मोड्स अंतर्गत वेल्ड पृष्ठभागाची मॉर्फोलॉजी आकृतीत दर्शविली आहे. निकालांवरून असे दिसून येते की, पारंपरिक सरळ-रेषीय वेल्डिंगचा वेल्ड पृष्ठभाग खडबडीत असतो (खडबडीतपणा ७८.०१ μm), ज्यामध्ये वेल्ड रिपल्सची सातत्यता कमी असते आणि वेल्डचा फैलाव अपुरा असतो. अपुरा वेल्ड फॉर्मेशन, तीव्र स्पॅटर आणि अंडरकट देखील दिसून आले. ऑसिलेशन अॅम्प्लिट्यूड आणि फ्रिक्वेन्सी वाढल्याने, वेल्ड पृष्ठभागावर दाट आणि एकसमान फिश स्केल्स दिसतात. ०.५ मिमी, १ मिमी आणि २ मिमी ऑसिलेशन अॅम्प्लिट्यूड असलेल्या वेल्ड्सचा पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा अनुक्रमे ८०.७१ μm, ४९.६३ μm आणि ३१.१२ μm आहे. स्पॅटरमुळे होणारी कोणतीही अनियमितता किंवा उंचवटे नाहीत. निकालांवरून असे दिसून येते की, उच्च ऑसिलेशन फ्रिक्वेन्सीमुळे वितळलेल्या पूलचा प्रवाह अधिक नियमित होतो, लेझर बीमचा ढवळण्याचा प्रभाव अधिक मजबूत होतो आणि अधिक आदर्श वेल्ड पृष्ठभाग तयार होतो. मूलतः, लेझर वेल्डचा आकार हा लेझर बीमच्या हालचालीशी संबंधित असतो. वेल्डिंग दरम्यान, कंपनाच्या आयामातील आणि वारंवारतेतील बदलांमुळे वेल्डिंगचा वेग बदलतो, ज्यामुळे लेझरच्या रेषीय ऊर्जा घनतेवर आणि एकूण उष्णता पुरवठ्यावर परिणाम होतो. वेल्डचा आडवा छेद "चषक" (goblet) आकाराचा असतो, जो दोन भागांनी बनलेला असतो: खालचा भाग "देठ" (stem) आणि वरचा भाग "वाटी" (bowl) असतो. प्रवेश खोली आणि "देठ" यांना अनुक्रमे H1 आणि H2 असे परिभाषित केले आहे, आणि वेल्डची रुंदी ("वाटी") आणि "देठ" यांना अनुक्रमे W1 आणि W2 असे परिभाषित केले आहे. कंपनाचा आयाम वाढल्याने वेल्डची रुंदी W1 आणि W2 दोन्ही एकाच वेळी वाढतात आणि वेल्डचा आकार हळूहळू "चषक" आकारापासून "अर्धचंद्राकृती" (crescent) आकारात बदलतो. लेझर ऊर्जेची कमाल घनता मार्गांच्या आच्छादनाच्या ठिकाणी दिसून येते. आकृत्या (b, d) आणि (c, e) यांची तुलना केल्यास असे दिसून येते की, स्कॅनिंग वारंवारता वाढवल्याने स्कॅनिंग मार्गावरील ट्रॅजेक्टरी ओव्हरलॅप क्षेत्र वाढेल, ज्यामुळे लेझर ऊर्जेचे वितरण अधिक एकसमान होईल. तथापि, कमाल ऊर्जा घनता कमी झाल्यामुळे वेल्डची खोली कमी होईल.
४.२ वितळलेल्या पूलाचे वर्तन स्कॅनिंग मार्गाचा वितळलेल्या पूलाच्या वर्तनावर होणारा प्रभाव स्पष्ट करण्यासाठी, वितळलेल्या पूलाच्या आणि कीहोलच्या उत्क्रांती प्रक्रियेचे निरीक्षण करण्यासाठी हाय-स्पीड कॅमेरा प्रणालीचा वापर करण्यात आला. आकृती (अ) सरळ रेषेच्या मार्गाखालील वितळलेल्या पूलाची उत्क्रांती प्रक्रिया दर्शवते. आकृत्या (बफ) वेगवेगळ्या दोलन पॅरामीटर्सखालील वितळलेल्या पूलाच्या उत्क्रांतीचे आलेख आहेत. दोलन वारंवारता आणि आयाम वाढल्याने, वितळलेल्या पूलाच्या रुंदीच्या विस्तारामुळे त्याचा मागील भाग अधिक गोलाकार होतो. वितळलेल्या पूलाची लांबी वाढल्याने, मागे सरकताना कीहोलच्या उद्रेकामुळे होणारे पृष्ठभागावरील चढउतार कमी होतात. त्यामुळे, वितळलेला द्रव धातू वितळलेल्या पूलाच्या मागील टोकाला सहज आणि नियमितपणे घनीभूत होतो, ज्यामुळे एकसमान आणि दाट वेल्ड फिश स्केल्स तयार होतात. ही आकृती लेझर वेल्डिंग दरम्यान कीहोल उघडण्याच्या क्षेत्रातील बदल दर्शवते, जो वितळलेल्या पूलाच्या हाय-स्पीड फोटोग्राफी प्रतिमांवरून मिळवला आहे. आकृती (अ) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, सरळ रेषेतील वेल्डिंग दरम्यान, कीहोल उघडण्याच्या आकारात स्पष्ट चढउतार दिसून येतात. कीहोल बंद होण्याची (० मिमी²) अनेक उदाहरणे आढळून आली, ज्यामध्ये कीहोल उघडण्याचे सरासरी क्षेत्रफळ ०.४७ मिमी² होते. कंपनाचा आयाम वाढवल्याने चढउतार कमी होऊ शकतात आणि स्थिरता सुधारू शकते. याचे कारण असे की, ऑसिलेटिंग वेल्डिंगमध्ये ऊर्जेचा मोठा भाग दोन्ही बाजूंना वितरित केला जातो. त्यामुळे, कीहोलवरील आउटलेट विस्तारते आणि कंपनाचा आयाम वाढतो, ज्यामुळे उघडण्याचे क्षेत्रफळ वाढते. आयामातील वाढीमुळे लेझर बीमची ढवळण्याची श्रेणी विस्तारते, ज्यामुळे कीहोलच्या नियतकालिक हालचालीची त्रिज्या वाढते. वितळलेल्या धातूच्या चिकटपणामुळे आणि कीहोलच्या भिंतीजवळ कार्यरत असलेल्या हायड्रोडायनामिक दाबामुळे, कीहोलच्या उघड्या भागाजवळ वेल्डिंगच्या वितळलेल्या पूलमध्ये एडी करंटची हालचाल होते. कीहोल उघडण्याच्या क्षेत्राच्या विस्तारामुळे त्याची स्थिरता वाढते, बुडबुडे तयार होणे टाळले जाते आणि त्यामुळे पोरोसिटीला लक्षणीयरीत्या प्रतिबंध होतो.
४.३ सूक्ष्मसंरचना आकृतीमध्ये वेगवेगळ्या दोलन वारंवारता आणि आयामांखाली वेल्ड क्रॉस-सेक्शनचे EBSD आकारविज्ञान दाखवले आहे. लेझर वेल्डच्या फ्यूजन रेषेजवळ, स्तंभाकार डेंड्राइट कण वेल्ड केंद्राकडे वाढतात. आकृती (अ) मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, "बाउल" आणि "स्टेम" प्रदेशांमध्ये, स्तंभाकार कणांच्या वितरणात स्पष्ट फरक दिसून येतो. "बाउल"च्या भिंतीच्या बाजूने स्तंभाकार कण U-आकारात वितरित झालेले आहेत, तर "स्टेम" प्रदेशात, स्तंभाकार कण फ्यूजन रेषेच्या बाजूने U-आकारात वितरित झालेले आहेत. वेल्डच्या घनीकरणादरम्यान, फ्यूजन झोनमधील अर्धवट घनीभूत झालेले कण घनीकरण फ्रंटसाठी न्यूक्लिएशन साइट्स म्हणून काम करतात आणि वितळलेल्या पूलच्या सीमेला लंबवत, कमाल तापमान प्रवणतेच्या दिशेने प्राधान्याने वाढतात. ही घटना घडते कारण लेझरच्या उच्च पॉवर डेन्सिटीमुळे वेल्डिंग पूलच्या आत अतिउष्णता निर्माण होते. उच्च थर्मल ग्रेडियंट G आणि मध्यम वाढीचा दर R यामुळे G/R हे सूक्ष्मसंरचना परिवर्तनाच्या उंबरठ्यापेक्षा जास्त होते, परिणामी स्तंभाकार कणांची निर्मिती होते. वेल्डच्या केंद्रावरील तापमान प्रवणता (G) कमी होते, ज्यामुळे G/R गुणोत्तर हळूहळू सूक्ष्मसंरचना परिवर्तनाच्या उंबरठ्याखाली येते आणि समअक्षीय कणांमध्ये रूपांतरित होते. समअक्षीय कण "बाउल" आणि "स्टेम" या दोन्हीच्या मध्यवर्ती भागांमध्ये आढळतात. वेल्डचा "स्टेम" अरुंद आणि मूळ पदार्थाच्या जवळ असल्यामुळे, थंड होताना तो "बाउल" भागाच्या आधी पूर्णपणे घनीभूत होतो. घनीभूत झालेला "स्टेम" भाग "बाउल"च्या तळाशी केंद्रक निर्मितीचे स्थान म्हणून कार्य करतो, ज्यामुळे स्तंभाकार कणांच्या वरच्या दिशेने होणाऱ्या वाढीस चालना मिळते. आकृतीमध्ये सरळ-रेषीय आणि दोलायमान वेल्डिंग प्रक्रिया दर्शविल्या आहेत. असे दिसून येते की लेझर दोलायमान वेल्डिंगमध्ये लेझर बीमच्या स्थितीतील सततच्या बदलामुळे मध्यवर्ती वितळलेल्या भागाची लांबी वाढते, ज्यामुळे आधीच घनीभूत झालेला धातू पुन्हा वितळतो आणि परिणामी कण वाढीचा दर (r) कमी होतो. यामुळे खालच्या समअक्षीय कण क्षेत्रात G/R मध्ये घट होऊ शकते.
४.४ सच्छिद्रतेचे वितरण वेल्डची सर्वसमावेशक तपासणी करण्यासाठी त्रिमितीय एक्स-रे टोमोग्राफीचा वापर करण्यात आला, ज्याद्वारे वेल्डमधील छिद्रांचे त्रिमितीय वितरण मिळवण्यात आले, जे आकृतीत दाखवले आहे. सच्छिद्रतेची गणना छिद्रांच्या एकूण आकारमानाला वेल्डच्या एकूण आकारमानाने भागून केली जाते. सरळ रेषेतील लेझर ऑसिलेटिंग वेल्ड्स आणि वर्तुळाकार लेझर ऑसिलेटिंग वेल्ड्स यांच्या छिद्रांच्या आकारविज्ञानाची आणि वितरणाची तुलना केल्यावर असे आढळून येते की, सरळ रेषेतील लेझर ऑसिलेटिंग वेल्ड्समध्ये मोठ्या आकारमानाची छिद्रे अधिक प्रमाणात असतात, ज्यांची सच्छिद्रता २.४९% आहे, जी वर्तुळाकार वेल्ड्सच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहे.लेझर ऑसिलेटिंग वेल्ड्सआकृत्या (b, c) आणि (d, e) यांची तुलना केल्यास असे दिसून येते की, कंपनाची वारंवारता वाढवल्याने छिद्रे तयार होण्यास प्रतिबंध होतो. आकृत्या (b, d) आणि (c, e) यांची तुलना केल्यास असे दिसून येते की, कंपनाचा आयाम वाढवणे देखील छिद्रे तयार होण्यास प्रतिबंध करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. जेव्हा कंपनाचा आयाम आणखी वाढवून २ मिमी केला जातो (आकृती (f)), तेव्हा सच्छिद्रता आणखी कमी होऊन ०.२२% होते, ज्यामुळे केवळ लहान आकाराची आणि लहान छिद्रे शिल्लक राहतात. ही आकृती वेल्ड सेंटरलाइनपासून वेगवेगळ्या अंतरावरील छिद्रांच्या क्षेत्रफळाचे वितरण दर्शवते, जे छिद्रांच्या क्षेत्रफळाच्या आकारावर आधारित सच्छिद्रता दर्शवते. सरळ रेषेतील वेल्डिंगसाठी, छिद्रांचे क्षेत्रफळ वेल्ड सेंटरलाइनच्या बाजूने सममितीयपणे वितरित असते आणि वेल्ड सेंटरलाइनपासून अंतर वाढल्याने ते हळूहळू कमी होते. परिणाम दर्शवतात की कीहोलमुळे तयार झालेली छिद्रे मुख्यत्वे वेल्ड सेंटरलाइनवरील वितळलेल्या पूलच्या मागील बाजूस केंद्रित असतात. लेझर ऑसिलेटिंग वेल्डिंगमध्ये, छिद्रांच्या वितरणाची समरूपता कमी होते. आकृती वेल्ड पृष्ठभागापासून वेगवेगळ्या अंतरावरील छिद्रांचे क्षेत्रफळ दर्शवते, जिथे लाल रेषा 'बाउल' आणि 'स्टेम' भागांमधील सीमा दर्शवते. मोठ्या छिद्रांचे प्राबल्य असलेल्या बाबतीत (आकृती (ac)), सीमेच्या वरील छिद्रांचे क्षेत्रफळ ८५% पेक्षा जास्त असते. याचे कारण असे की, लांबलचक सीमेवरील बाह्यरेषेच्या संक्रमणामुळे वेल्ड पूलमध्ये बुडबुडे अडकण्याची शक्यता जास्त असते आणि अडकलेले बुडबुडे उत्प्लावकतेच्या प्रभावाखाली वरच्या दिशेने स्थलांतरित होतात. लहान छिद्रांचे प्राबल्य असलेल्या बाबतीत (आकृती (df)), छिद्रे सीमा रेषेच्या ०.५ मिमी खालील भागात केंद्रित झालेली असतात. कमी शीतलीकरण वेळ आणि कमी ऊर्ध्वगामी विस्थापन ही या घटनेची कारणे असू शकतात.
५ निष्कर्ष
(1) लेझरच्या वेगवेगळ्या कंपन पद्धतींचा वेल्ड पृष्ठभागावर स्पष्ट परिणाम होतो. उच्च आयाम आणि वारंवारता पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारू शकतात, तर अत्याधिक मोठे कंपन मापदंड खडबडीतपणा वाढवू शकतात आणि अंतर्वक्र दोष निर्माण करू शकतात.
(2) वेल्डचा आकार प्रामुख्याने लेझर ऑसिलेशन पॅरामीटर्सद्वारे निर्धारित केला जातो, जे वेल्डिंगचा वेग, ऊर्जा वितरण आणि एकूण उष्णता इनपुटवर परिणाम करतात. ऑसिलेशन अॅम्प्लिट्यूड वाढल्याने, वेल्डचा आकार "गोब्लेट" पासून "क्रेसेंट" मध्ये बदलतो आणि अॅस्पेक्ट रेशो कमी होतो.
(3) कंपनाचा आयाम आणि वारंवारता वाढल्याने, वितळलेला पूल अधिक रुंद होतो आणि त्याचा मागील भाग गोलाकार होतो. कंपनाच्या प्रभावामुळे वितळलेल्या पूलाची लांबी वाढते, जे बुडबुडे बाहेर पडण्यासाठी आणि एकसमान घनीकरणासाठी फायदेशीर ठरते. सरळ रेषेतील वेल्डिंग दरम्यान, कीहोल उघडण्याच्या क्षेत्रात चढ-उतार होतो; तुलनेने, हा चढ-उतार कमी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे वेल्डिंगची स्थिरता सुधारते.
(4) कंपनाचा आयाम आणि वारंवारता वाढवल्याने औष्णिक प्रवणता आणि वाढीचा दर दोन्ही कमी होतात, जे मोठ्या कणांच्या आकाराच्या निर्मितीसाठी फायदेशीर आहे. तथापि, लेझर ढवळण्याचा परिणाम कणांचा आकार सूक्ष्म करण्यासाठी आणि पोताची ताकद सुधारण्यासाठी अनुकूल आहे. वेगवेगळ्या लेझर पॅरामीटर्सनुसार, वेल्डची कडकपणा तुलनेने स्थिर राहतो, जो मूळ पदार्थापेक्षा किंचित कमी असतो, आणि हे मॅग्नेशियमच्या बाष्पीभवनामुळे होणाऱ्या नुकसानीमुळे असू शकते.
(5) त्रिमितीय एक्स-रे टोमोग्राफी दर्शवते की, ऑसिलेटिंग वेल्डिंगच्या तुलनेत सरळ रेषेतील वेल्डिंगमध्ये जास्त पोरोसिटी (२.४९%) आणि मोठे पोअर व्हॉल्यूम असते. ऑसिलेशन पॅरामीटर्स वाढवल्याने पोरोसिटी लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते, आणि जेव्हा अॅम्प्लिट्यूड २ मिमी असतो तेव्हा ती ०.२२% पर्यंत पोहोचते. ऑसिलेशननुसार छिद्रांच्या क्षेत्राचे वितरण बदलते: वितळलेल्या पूलच्या मागे मोठी छिद्रे जमा होतात आणि लहान छिद्रांमध्ये अधिक चांगली समरूपता असते. मोठी छिद्रे प्रामुख्याने "बाउल" आणि "स्टेम" भागांमधील सीमेच्या वरच्या बाजूस वितरीत झालेली असतात, तर लहान छिद्रे सीमेच्या खालच्या बाजूस केंद्रित झालेली असतात.
पोस्ट करण्याची वेळ: १४ ऑगस्ट २०२५
