स्प्लॅश दोषाची व्याख्या: वेल्डिंगमधील स्प्लॅश म्हणजे वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान वितळलेल्या धातूच्या साठ्यातून बाहेर फेकले जाणारे थेंब. हे थेंब आजूबाजूच्या कार्यरत पृष्ठभागावर पडू शकतात, ज्यामुळे पृष्ठभागावर खडबडपणा आणि असमानता निर्माण होते. तसेच, यामुळे वितळलेल्या धातूच्या साठ्याच्या गुणवत्तेत घट होऊन वेल्डच्या पृष्ठभागावर खड्डे, स्फोट बिंदू आणि इतर दोष निर्माण होतात, जे वेल्डच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम करतात.
वेल्डिंगमधील स्प्लॅश म्हणजे वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान वितळलेल्या धातूच्या साठ्यातून बाहेर फेकले जाणारे थेंब. हे थेंब आजूबाजूच्या कार्यरत पृष्ठभागावर पडू शकतात, ज्यामुळे पृष्ठभागावर खडबडपणा आणि असमानता निर्माण होते. तसेच, यामुळे वितळलेल्या धातूच्या साठ्याच्या गुणवत्तेत घट होऊन वेल्डच्या पृष्ठभागावर खड्डे, स्फोट बिंदू आणि इतर दोष निर्माण होतात, जे वेल्डच्या यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम करतात.
स्प्लॅशचे वर्गीकरण:
लहान थेंब: वेल्ड सीमच्या कडेला आणि पदार्थाच्या पृष्ठभागावर असलेले घनीभवनाचे थेंब, जे प्रामुख्याने दिसण्यावर परिणाम करतात आणि कार्यक्षमतेवर कोणताही परिणाम करत नाहीत; सामान्यतः, ओळखण्याची सीमा ही आहे की थेंब वेल्ड सीमच्या संलयन रुंदीच्या 20% पेक्षा कमी असतो;
मोठे शिंतोडे: गुणवत्तेत घट होते, जी पृष्ठभागावर खड्डे, स्फोटाचे बिंदू, अंडरकट इत्यादींच्या स्वरूपात दिसून येते.वेल्ड सीमज्यामुळे असमान ताण निर्माण होऊ शकतो आणि वेल्ड सीमच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होतो. या प्रकारच्या दोषांवर मुख्य लक्ष केंद्रित केले जाते.
स्प्लॅश होण्याची प्रक्रिया:
उच्च प्रवेगमुळे, वितळलेला धातू वेल्डिंग द्रवाच्या पृष्ठभागाला साधारणपणे लंब दिशेने वितळलेल्या द्रवाच्या थरात शिरतो, यालाच स्प्लॅश म्हणतात. हे खालील आकृतीमध्ये स्पष्टपणे पाहता येते, जिथे वेल्डिंग वितळलेल्या द्रवातून द्रवाचा स्तंभ वर येतो आणि त्याचे थेंबांमध्ये विघटन होऊन स्प्लॅश तयार होतो.
स्प्लॅश घडण्याचे दृश्य
लेझर वेल्डिंगथर्मल कंडक्टिव्हिटी आणि डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंगमध्ये विभागले जाते.
औष्णिक वाहकता वेल्डिंगमध्ये स्पॅटर (धातूचे कण उडणे) जवळजवळ होत नाही: औष्णिक वाहकता वेल्डिंगमध्ये प्रामुख्याने पदार्थाच्या पृष्ठभागावरून आतील भागात उष्णतेचे हस्तांतरण होते आणि या प्रक्रियेदरम्यान जवळजवळ स्पॅटर तयार होत नाही. या प्रक्रियेमध्ये धातूचे तीव्र बाष्पीभवन किंवा भौतिक धातुशास्त्रीय अभिक्रियांचा समावेश नसतो.
डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंग हे स्प्लॅशिंग होण्याचे मुख्य कारण आहे: डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंगमध्ये लेझर थेट मटेरियलमध्ये पोहोचतो, कीहोलद्वारे मटेरियलमध्ये उष्णता हस्तांतरित करतो आणि ही प्रक्रिया तीव्र असल्यामुळे, स्प्लॅशिंग होण्याचे हे मुख्य कारण ठरते.
वरील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, काही अभ्यासक लेझर वेल्डिंग दरम्यान कीहोलच्या हालचालीची स्थिती पाहण्यासाठी उच्च-गती छायाचित्रण आणि उच्च-तापमान पारदर्शक काच यांचा वापर करतात. असे दिसून येते की, लेझर मूलतः कीहोलच्या पुढच्या भिंतीवर आदळतो, ज्यामुळे द्रव खाली वाहू लागतो, कीहोलला वळसा घालून वितळलेल्या द्रवाच्या टोकापर्यंत पोहोचतो. कीहोलच्या आत लेझर ज्या ठिकाणी पोहोचतो ते स्थान निश्चित नसते आणि लेझर कीहोलच्या आत फ्रेनेल शोषण अवस्थेत असतो. वास्तविक पाहता, ही अनेक अपवर्तन आणि शोषणाची एक अवस्था आहे, जी वितळलेल्या द्रवाचे अस्तित्व टिकवून ठेवते. प्रत्येक प्रक्रियेदरम्यान लेझर अपवर्तनाचे स्थान कीहोलच्या भिंतीच्या कोनानुसार बदलते, ज्यामुळे कीहोल पिळवटण्याच्या गतीत येतो. लेझर किरणांचे स्थान वितळते, बाष्पीभवन होते, त्यावर बल कार्य करते आणि ते विकृत होते, त्यामुळे पेरिस्टॅल्टिक कंपन पुढे सरकते.
वर नमूद केलेल्या तुलनेमध्ये उच्च-तापमान पारदर्शक काचेचा वापर केला आहे, जी प्रत्यक्षात वितळलेल्या द्रवाच्या आडव्या छेदाच्या दृश्यासारखीच आहे. कारण, वितळलेल्या द्रवाची प्रवाह अवस्था वास्तविक परिस्थितीपेक्षा वेगळी असते. म्हणूनच, काही विद्वानांनी जलद गोठवण तंत्रज्ञानाचा वापर केला आहे. वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान, कीहोलच्या आतील तात्कालिक स्थिती मिळवण्यासाठी वितळलेला द्रव जलद गोठवला जातो. हे स्पष्टपणे दिसून येते की लेझर कीहोलच्या पुढच्या भिंतीवर आदळत आहे, ज्यामुळे एक पायरी तयार होत आहे. लेझर या पायरीच्या खाचेवर कार्य करतो, वितळलेल्या द्रवाला खाली वाहण्यासाठी ढकलतो, लेझरच्या पुढील हालचालीदरम्यान कीहोलमधील पोकळी भरतो आणि अशा प्रकारे वास्तविक वितळलेल्या द्रवाच्या कीहोलमधील प्रवाहाच्या दिशेचा अंदाजे आराखडा मिळतो. उजवीकडील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, द्रव धातूच्या लेझर ॲब्लेशनमुळे निर्माण होणारा धातूचा प्रतिक्षेप दाब द्रव वितळलेल्या द्रवाला पुढची भिंत वळसा घालून पुढे ढकलतो. कीहोल वितळलेल्या द्रवाच्या शेपटीच्या दिशेने सरकतो, मागच्या बाजूने कारंज्याप्रमाणे उसळी मारून शेपटीच्या वितळलेल्या द्रवाच्या पृष्ठभागावर आदळतो. त्याच वेळी, पृष्ठताणामुळे (पृष्ठताण तापमान जितके कमी, तितका प्रभाव जास्त), शेपटीकडील वितळलेल्या भागातील द्रव धातू पृष्ठताणामुळे वितळलेल्या भागाच्या काठाकडे खेचला जातो आणि सतत घनीभूत होतो. जो द्रव धातू भविष्यात घनीभूत होऊ शकतो, तो पुन्हा खाली किहोलच्या शेपटीकडे फिरतो आणि ही प्रक्रिया अशीच पुढे चालू राहते.
लेझर कीहोल डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंगची योजनाबद्ध आकृती: A: वेल्डिंगची दिशा; B: लेझर बीम; C: कीहोल; D: धातूची वाफ, प्लाझ्मा; E: संरक्षक वायू; F: कीहोलची पुढील भिंत (वितळण्यापूर्वीचे ग्राइंडिंग); G: कीहोलच्या मार्गातून वितळलेल्या पदार्थाचा आडवा प्रवाह; H: वितळलेल्या द्रवाच्या घनीकरणाचा इंटरफेस; I: वितळलेल्या द्रवाच्या खालच्या दिशेने होणारा प्रवाहाचा मार्ग.
सारांश:
लेझर आणि पदार्थ यांच्यातील आंतरक्रिया प्रक्रिया: लेझर पदार्थाच्या पृष्ठभागावर कार्य करतो, ज्यामुळे तीव्र अपघर्षण (ablation) होते. पदार्थ प्रथम तापवला जातो, वितळवला जातो आणि त्याचे बाष्पीभवन होते. तीव्र बाष्पीभवन प्रक्रियेदरम्यान, धातूची वाफ वरच्या दिशेने सरकते, ज्यामुळे वितळलेल्या द्रवावर खालच्या दिशेने प्रतिक्षेप दाब (recoil pressure) निर्माण होतो आणि परिणामी एक कि-होल (keyhole) तयार होतो. लेझर कि-होलमध्ये प्रवेश करतो आणि अनेक उत्सर्जन व शोषण प्रक्रियांमधून जातो, ज्यामुळे धातूच्या वाफेचा सतत पुरवठा होऊन कि-होल टिकून राहतो; लेझर प्रामुख्याने कि-होलच्या पुढच्या भिंतीवर कार्य करतो आणि बाष्पीभवनही प्रामुख्याने कि-होलच्या पुढच्या भिंतीवरच होते. प्रतिक्षेप दाबामुळे द्रव धातू कि-होलच्या पुढच्या भिंतीवरून ढकलला जातो आणि तो कि-होलच्या भोवती फिरून वितळलेल्या द्रवाच्या शेपटीच्या दिशेने जातो. कि-होलच्या भोवती उच्च वेगाने फिरणारा द्रव वितळलेल्या द्रवावर वरच्या दिशेने आदळतो, ज्यामुळे उंच लाटा तयार होतात. त्यानंतर, पृष्ठताणामुळे प्रेरित होऊन, तो कडेच्या दिशेने सरकतो आणि अशा चक्रात घनीभूत होतो. स्प्लॅश प्रामुख्याने कीहोलच्या उघड्या भागाच्या कडेला होतो, आणि पुढच्या भिंतीवरील द्रव धातू अतिवेगाने कीहोलला वळसा घालून मागच्या भिंतीवरील वितळलेल्या तलावाच्या जागेवर आदळतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: १९ जून २०२४
