Wanneer staal aan aluminium verbind word, vorm die reaksie tussen Fe- en Al-atome tydens die verbindingsproses bros intermetaalverbindings (IMC's). Die teenwoordigheid van hierdie IMC's beperk die meganiese sterkte van die verbinding, daarom is dit nodig om die hoeveelheid van hierdie verbindings te beheer. Die rede vir die vorming van IMC's is dat die oplosbaarheid van Fe in Al swak is. As dit 'n sekere hoeveelheid oorskry, kan dit die meganiese eienskappe van die sweislas beïnvloed. IMC's het unieke eienskappe soos hardheid, beperkte rekbaarheid en taaiheid, en morfologiese kenmerke. Navorsing het bevind dat in vergelyking met ander IMC's, die Fe2Al5 IMC-laag algemeen as die brosste beskou word (11,8± 1.8 GPa) IMC-fase, en is ook die hoofrede vir die afname in meganiese eienskappe as gevolg van sweismislukking. Hierdie vraestel ondersoek die afgeleë lasersweisproses van IF-staal en 1050-aluminium met behulp van 'n verstelbare ringmoduslaser, en ondersoek in diepte die invloed van laserstraalvorm op die vorming van intermetaalverbindings en meganiese eienskappe. Deur die kern/ring-kragverhouding aan te pas, is gevind dat onder geleidingsmodus 'n kern/ringkragverhouding van 0.2 beter sweisvlakbindingsoppervlakte kan bereik en die dikte van Fe2Al5 IMC aansienlik kan verminder, en sodoende die skuifsterkte van die las verbeter .
Hierdie artikel stel die invloed van verstelbare ringmoduslaser op die vorming van intermetaalverbindings en meganiese eienskappe tydens afstandlasersweis van IF-staal en 1050-aluminium bekend. Die navorsingsresultate dui daarop dat 'n kern/ring-kragverhouding van 0.2 'n groter sweisvlak-bindingsoppervlakte in geleidingsmodus bied, wat weerspieël word deur 'n maksimum skuifsterkte van 97.6 N/mm2 (gewrigdoeltreffendheid van 71%). Daarbenewens, in vergelyking met Gaussiese balke met 'n drywingsverhouding groter as 1, verminder dit die dikte van Fe2Al5 intermetaalverbinding (IMC) aansienlik met 62% en die totale IMC-dikte met 40%. In die perforasiemodus is krake en laer skuifsterkte waargeneem in vergelyking met die geleidingsmodus. Dit is opmerklik dat beduidende korrelverfyning in die sweisnaat waargeneem is toe die kern/ring-kragverhouding 0.5 was.
Wanneer r=0, word slegs luskrag opgewek, terwyl wanneer r=1 slegs kernkrag opgewek word.
Skematiese diagram van drywingsverhouding r tussen Gaussiese balk en ringvormige balk
(a) Sweistoestel; (b) Die diepte en breedte van die sweisprofiel; (c) Skematiese diagram van die vertoning van monster- en armatuurinstellings
MC-toets: Slegs in die geval van Gaussiese balk, is die sweisnaat aanvanklik in vlak geleidingsmodus (ID 1 en 2), en gaan dan oor na gedeeltelik deurdringende slotgatmodus (ID 3-5), met duidelike krake wat verskyn. Toe die ringkrag van 0 tot 1000 W toegeneem het, was daar geen duidelike krake by ID 7 nie en die diepte van ysterverryking was relatief klein. Wanneer die ringkrag na 2000 en 2500 W (ID's 9 en 10) toeneem, neem die diepte van die ryk ystersone toe. Oormatige krake by 2500w ringkrag (ID 10).
MR-toets: Wanneer die kernkrag tussen 500 en 1000 W (ID 11 en 12) is, is die sweisnaat in geleidingsmodus; Deur ID 12 en ID 7 te vergelyk, alhoewel die totale krag (6000w) dieselfde is, implementeer ID 7 'n sluitgatmodus. Dit is as gevolg van die beduidende afname in drywingsdigtheid by ID 12 as gevolg van die dominante lus kenmerk (r=0.2). Wanneer die totale krag 7500 W (ID 15) bereik, kan volle penetrasiemodus bereik word, en in vergelyking met die 6000 W wat in ID 7 gebruik word, word die krag van volle penetrasiemodus aansienlik verhoog.
IC-toets: Gevoerde modus (ID 16 en 17) is bereik teen 1500w kernkrag en 3000w en 3500w ringkrag. Wanneer die kernkrag 3000w is en die ringkrag tussen 1500w en 2500w (ID 19-20), verskyn duidelike krake by die raakvlak tussen ryk yster en ryk aluminium, wat 'n plaaslike deurdringende klein gaatjiepatroon vorm. Wanneer die ringkrag 3000 en 3500w (ID 21 en 22) is, bereik volle penetrasie sleutelgatmodus.
Verteenwoordigende deursneebeelde van elke sweisidentifikasie onder 'n optiese mikroskoop
Figuur 4. (a) Die verband tussen uiteindelike treksterkte (UTS) en drywingsverhouding in sweistoetse; (b) Die totale krag van alle sweistoetse
Figuur 5. (a) Verwantskap tussen aspekverhouding en UTS; (b) Die verwantskap tussen uitbreiding en penetrasiediepte en UTS; (c) Kragdigtheid vir alle sweistoetse
Figuur 6. (ac) Vickers mikrohardheid inkeping kontoerkaart; (df) Ooreenstemmende SEM-EDS chemiese spektra vir verteenwoordigende geleidingsmodus sweiswerk; (g) Skematiese diagram van die raakvlak tussen staal en aluminium; (h) Fe2Al5 en totale IMC dikte van geleidende modus sweislasse
Figuur 7. (ac) Vickers mikrohardheid inkeping kontoerkaart; (df) Ooreenstemmende SEM-EDS chemiese spektrum vir verteenwoordigende plaaslike penetrasie perforasie modus sweiswerk
Figuur 8. (ac) Vickers mikrohardheid inkeping kontoerkaart; (df) Ooreenstemmende SEM-EDS chemiese spektrum vir verteenwoordigende volle penetrasie perforasie modus sweiswerk
Figuur 9. EBSD plot toon die korrelgrootte van die ysterryke streek (boonste plaat) in die volle penetrasie perforasie modus toets, en kwantifiseer die korrelgrootte verspreiding
Figuur 10. SEM-EDS-spektra van die raakvlak tussen ryk yster en ryk aluminium
Hierdie studie het die uitwerking van ARM-laser op die vorming, mikrostruktuur en meganiese eienskappe van IMC in IF-staal-1050-aluminiumlegering ongelyke skootsweislasse ondersoek. Die studie het drie sweismodusse (geleidingsmodus, plaaslike penetrasiemodus en volle penetrasiemodus) en drie geselekteerde laserstraalvorms (Gaussiese bundel, ringvormige bundel en Gaussiese ringvormige bundel) oorweeg. Die navorsingsresultate dui daarop dat die keuse van die toepaslike drywingsverhouding van Gaussiese balk en ringvormige balk 'n sleutelparameter is vir die beheer van die vorming en mikrostruktuur van interne modale koolstof, om sodoende die meganiese eienskappe van die sweislas te maksimeer. In geleidingsmodus bied 'n sirkelvormige balk met 'n drywingsverhouding van 0.2 die beste sweissterkte (71% voegdoeltreffendheid). In die perforasiemodus lewer die Gaussiese balk groter sweisdiepte en hoër aspekverhouding, maar die sweisintensiteit word aansienlik verminder. Die ringvormige balk met 'n kragverhouding van 0,5 het 'n beduidende impak op die verfyning van staalkantkorrels in die sweisnaat. Dit is as gevolg van die laer piektemperatuur van die ringvormige balk wat lei tot 'n vinniger afkoeltempo, en die groeibeperkende effek van Al opgeloste stof migrasie na die boonste deel van die sweisnaat op die korrelstruktuur. Daar is 'n sterk korrelasie tussen Vickers mikrohardheid en Thermo Calc se voorspelling van fase volume persentasie. Hoe groter die volume persentasie van Fe4Al13, hoe hoër is die mikrohardheid.
Postyd: Jan-25-2024
