Pagwelding sa Laser Beam, uban sa taas nga tulin, taas nga katukma ug dili-kontak nga mga kinaiya, kaylap nga gigamit sa mga natad sama sa mga awto, aerospace, ug mga elektronik nga aparato, labi na nga nagpakita sa talagsaon nga mga bentaha sa pagkonektar sa lainlaing mga materyales. Bisan pa, ang mga liki sa solidification (Solidification Cracking) nga namugna atol sa proseso sa welding usa sa mga nag-unang depekto nga naglimite sa aplikasyon niini sa industriya. Kini nga mga liki kasagarang mahitabo sa katapusan sa solidification sa fusion zone (Fusion Zone), nga gipahinabo sa hiniusa nga mga epekto sa thermal stress, solidification shrinkage ug ang liquid film sa mga utlanan sa lugas, nga hinungdanon nga nagpamenos sa mga mekanikal nga kabtangan ug kinabuhi sa kakapoy sa lutahan.
1. Mekanismo sa pagporma
Ang kinauyokan nga mekanismo sa mga liki sa solidification anaa sa nahabilin nga liquid film sa mga utlanan sa lugas sa katapusan sa solidification. Atol sa proseso sa solidification, ang tinunaw nga pool gibahin sa tulo ka sona: ang free liquid zone, ang restricted liquid zone, ug ang solid zone, sama sa gipakita sa Figure 1. Sa restricted liquid zone, ang pag-agos sa likido nababagan ug dili makabawi sa strain nga namugna sa pagkunhod sa solidification, nga moresulta sa pagkabulag sa utlanan sa lugas. Ang ratio sa grain boundary energy (γgb) ngadto sa solid-liquid interface energy (γsl) ang nagtino sa kalig-on sa liquid film: kon ang γgb < 2γsl, ang liquid film dili lig-on ug ang grain coalescence mahitabo; sa laing bahin, ang liquid film lig-on ug ang pagsugod sa crack dali nga mahitabo.
Dugang pa, ang pagkaporma sa mga liki sa solidification may kalabutan usab sa mga metalurhiko nga kabtangan sa mga materyales. Ang lainlaing mga materyales adunay managlahing kinaiya sa solidification, sama sa temperatura sa solidification, ang rate sa pagkunhod sa solidification, ug ang pag-apod-apod sa mga elemento sa haluang metal, ug uban pa. Kini nga mga kinaiya nakaimpluwensya sa pagkasensitibo sa mga liki. Pananglitan, sa mga materyales nga adunay daghang gidaghanon sa mga low-melting-point eutectic phase, ang pagkasensitibo sa mga liki sa solidification mas taas tungod kay kini nga mga eutectic phase dali nga makaporma og padayon nga likido nga mga pelikula atol sa solidification, sa ingon nagpakusog sa pagkaporma sa mga liki.
Atol saproseso sa pagwelding sa laser, ang mga parametro sa welding sama sa gahum sa laser, katulin sa welding, ug gidak-on sa spot adunay epekto usab sa pagporma sa mga liki sa solidification. Kini nga mga parametro makaapekto sa input sa kainit ug gradient sa temperatura atol sa proseso sa welding, sa ingon nag-usab sa istruktura sa solidification ug morphology sa lugas. Pananglitan, ang mas taas nga gahum sa laser ug mas ubos nga katulin sa welding moresulta sa mas dako nga input sa kainit ug mas hinay nga rate sa pagpabugnaw, nga nagpasiugda sa pagtubo sa mga columnar crystals ug nagdugang sa sensitivity sa crack. Sa kasukwahi, ang mas ubos nga gahum sa laser ug mas taas nga katulin sa welding mosangpot sa mas gamay nga input sa kainit ug mas paspas nga rate sa pagpabugnaw, nga nagpadali sa pagporma sa mga equiaxed crystals ug nagpamenos sa sensitivity sa crack.
2. Mga lakang sa pagpugong
Aron epektibong mapugngan ang mga liki sa solidification sapagwelding gamit ang laser, ang mga tigdukiduki nagsugyot og lain-laing mga estratehiya, nga nag-una nga nagpunting sa pagkontrol sa istruktura sa lugas, pag-optimize sa mga parameter sa welding, ug pagpaayo sa mga kabtangan sa materyal. Pinaagi sa pagpino sa istruktura sa lugas, ang gidaghanon sa mga utlanan sa lugas mahimong madugangan, ug ang konsentrasyon sa konsentrasyon sa stress mahimong maminusan, sa ingon makunhuran ang pagporma sa mga liki. Gipakita sa mga pagtuon nga pinaagi sa paggamit sa teknolohiya sa laser beam oscillation, ang mga kristal nga kolumnar mahimong mabag-o ngadto sa pino nga equiaxed nga mga kristal nga wala’y pagdugang sa ubang mga materyales. Ang laser beam oscillation mahimong mopatibulaag sa enerhiya sa laser, hinungdan nga ang tinunaw nga pool makamugna og turbulence, sa ingon mabungkag ang direksyon sa pagtubo sa mga kristal nga kolumnar ug mapalambo ang pagporma sa equiaxed nga mga kristal, sama sa gipakita sa Figure 3. Dugang pa, ang laser beam oscillation mahimo usab nga madugangan ang gilapdon sa tinunaw nga pool, makunhuran ang gradient sa temperatura, ug mapalugway ang oras sa solidification sa tinunaw nga pool, nga makatabang sa pagkaylap sa mga solute ug pagpuno sa mga likido nga pelikula, sa ingon makunhuran pag-ayo ang pagkasensitibo sa mga liki sa solidification.
Pag-apod-apod sa mga likidong pelikula sa utlanan sa lugas ubos sa lain-laing mga porma sa lim-aw.
Eskematikong dayagram sa welding molten pool, a, b) nga walay oscillation, c, d) lateral oscillation, e, f) longitudinal oscillation, g, h) circumferential oscillation.
Gawas pa sasilaw sa laserAng teknolohiya sa oscillation, gamit ang dual laser sources, usa usab sa epektibong pamaagi aron mapugngan ang mga solidification cracks. Ang dual laser sources makab-ot ang pagbag-o gikan sa columnar crystals ngadto sa equiaxed crystals pinaagi sa pag-optimize sa thermal cycle, sa ingon makunhuran ang gidak-on sa lugas ug konsentrasyon sa strain. Pananglitan, kung gamiton ang CO₂ laser isip pangunang tinubdan sa kainit ug Nd:YAG pulsed laser isip auxiliary heat source, usa ka optimized thermal cycle ang maporma atol sa welding, nga nagpasiugda sa pagporma sa equiaxed crystals ug pagpakunhod sa sensitivity sa solidification cracks, sama sa gipakita sa Figure 4.
Ang pag-optimize sa mga parameter sa welding usa usab ka importante nga paagi aron mapugngan ang mga liki sa solidification. Pinaagi sa pag-adjust sa mga parameter sama sa laser power, welding speed, ug spot size, ang heat input ug temperature gradient atol sa proseso sa welding makontrol, sa ingon makaimpluwensya sa solidification structure ug grain morphology. Gipakita sa mga pagtuon nga ang preheating treatment makapakunhod sa cooling rate, makapalambo sa pagporma sa equiaxed crystals, ug sa ingon makapakunhod sa sensitivity sa solidification cracks, sama sa gipakita sa Figure 5. Dugang pa, ang mga pamaagi sama sa paggamit sa pulsed laser welding ug pagdugang sa welding speed makab-ot usab ang pagbag-o gikan sa columnar crystals ngadto sa equiaxed crystals pinaagi sa pag-usab sa heat input ug cooling rate, sa ingon makapakunhod sa sensitivity sa mga liki.
Hulagway 5. a) Wala gipainit, b) Gipainit pag-usab sa 300°C nga equiaxed nga mga lugas.
Kon mag-welding og mga materyales nga dili managsama gamit ang laser, tungod sa dakong kalainan sa pisikal ug kemikal nga mga kabtangan tali sa mga materyales, ang mga brittle intermetallic compound dali nga maporma, nga usa sa mga nag-unang hinungdan sa mga solidification crack. Busa, ang pag-adjust sa mga parameter ug setting sa laser aron makunhuran ang pagporma o gidaghanon sa mga intermetallic compound usa usab ka importante nga estratehiya aron mapugngan ang mga solidification crack. Pananglitan, sa laser welding sa mga materyales nga dili managsama sa tumbaga-aluminum, pinaagi sa pagkontrol sa offset sa laser beam ug sa katulin sa welding, ang mixing ratio sa tumbaga ug aluminum sa tinunaw nga pool mahimong makunhuran, sa ingon makunhuran ang pagporma sa brittle intermetallic compounds ug makunhuran ang pagkasensitibo sa mga liki. Dugang pa, ang paggamit sa mga filler materials mahimo usab nga mapaayo ang performance sa welded joint ug makunhuran ang pagporma sa mga liki. Ang mga filler materials makakunhod sa pagporma sa mga intermetallic compound pinaagi sa pag-usab sa komposisyon ug microstructure sa welded joint ug mapaayo ang kalig-on sa welded joint.
Ang mga liki sa solidification usa sa mga komon nga depekto sa mga proseso sa laser welding. Ang mekanismo sa pagkaporma niini komplikado ug naglambigit sa interaksyon sa daghang mga hinungdan sama sa kainit, mekaniko, ug metalurhiya. Pinaagi sa lawom nga pagtuon sa mekanismo sa pagkaporma sa mga liki sa solidification, ang teoretikal nga basehan mahimong mahatag alang sa pagpugong sa mga liki. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang mga tigdukiduki nagsugyot og lain-laing mga estratehiya aron mapugngan ang mga liki sa solidification, nga nag-una nga naka-focus sa pagkontrol sa istruktura sa lugas, pag-optimize sa mga parameter sa welding, ug pagpaayo sa mga kabtangan sa materyal. Napamatud-an sa praktis nga kini nga mga estratehiya epektibo nga makapakunhod sa pagkasensitibo sa mga liki sa solidification sa usa ka piho nga sukod ug makapauswag sa kalidad ug kasaligan sa laser welding. Bisan pa, tungod sa pagkakomplikado ug pagkalainlain sa proseso sa laser welding, aduna gihapoy pipila ka mga kakulangan sa kasamtangang panukiduki. Pananglitan, alang sa mga mekanismo sa pagpugong sa mga liki sa solidification ubos sa lainlaing mga materyales ug mga kondisyon sa welding, gikinahanglan pa ang dugang nga lawom nga panukiduki.
Oras sa pag-post: Mar-20-2025
