Kon magkonektar og asero ngadto sa aluminum, ang reaksyon tali sa mga atomo sa Fe ug Al atol sa proseso sa koneksyon makaporma og brittle intermetallic compounds (IMCs). Ang presensya niining mga IMC naglimite sa mekanikal nga kusog sa koneksyon, busa kinahanglan nga kontrolon ang gidaghanon niining mga compound. Ang hinungdan sa pagkaporma sa mga IMC mao nga ang solubility sa Fe sa Al dili maayo. Kon kini molapas sa usa ka piho nga kantidad, mahimo kining makaapekto sa mekanikal nga mga kabtangan sa weld. Ang mga IMC adunay talagsaon nga mga kabtangan sama sa katig-a, limitado nga ductility ug toughness, ug mga morphological features. Nakaplagan sa panukiduki nga kon itandi sa ubang mga IMC, ang Fe2Al5 IMC layer kaylap nga giisip nga labing brittle (11.8± 1.8 GPa) IMC phase, ug mao usab ang pangunang hinungdan sa pagkunhod sa mekanikal nga mga kabtangan tungod sa kapakyasan sa welding. Kini nga papel nagsusi sa proseso sa remote laser welding sa IF steel ug 1050 aluminum gamit ang adjustable ring mode laser, ug gisusi pag-ayo ang impluwensya sa porma sa laser beam sa pagporma sa intermetallic compounds ug mekanikal nga mga kabtangan. Pinaagi sa pag-adjust sa core/ring power ratio, nakit-an nga ubos sa conduction mode, ang core/ring power ratio nga 0.2 makab-ot ang mas maayo nga weld interface bonding surface area ug makapakunhod pag-ayo sa gibag-on sa Fe2Al5 IMC, sa ingon nagpauswag sa shear strength sa joint.
Kini nga artikulo nagpaila sa impluwensya sa adjustable ring mode laser sa pagporma sa intermetallic compounds ug mechanical properties atol sa remote laser welding sa IF steel ug 1050 aluminum. Ang mga resulta sa panukiduki nagpakita nga ubos sa conduction mode, ang core/ring power ratio nga 0.2 naghatag og mas dako nga weld interface bonding surface area, nga makita sa maximum shear strength nga 97.6 N/mm2 (joint efficiency nga 71%). Dugang pa, kon itandi sa Gaussian beams nga adunay power ratio nga mas dako sa 1, kini makapakunhod pag-ayo sa gibag-on sa Fe2Al5 intermetallic compound (IMC) og 62% ug sa kinatibuk-ang gibag-on sa IMC og 40%. Sa perforation mode, naobserbahan ang mga liki ug mas ubos nga shear strength kon itandi sa conduction mode. Angayan nga matikdan nga ang dakong grain refinement naobserbahan sa weld seam sa dihang ang core/ring power ratio kay 0.5.
Kon r=0, ang loop power lang ang mamugna, samtang kon r=1, ang core power lang ang mamugna.
Iskematikong dayagram sa power ratio r tali sa Gaussian beam ug annular beam
(a) Himan sa pagwelding; (b) Ang giladmon ug gilapdon sa profile sa pagwelding; (c) Eskematikong dayagram sa pagpakita sa mga setting sa sample ug fixture
Pagsulay sa MC: Sa kaso lamang sa Gaussian beam, ang weld seam sa sinugdanan anaa sa mabaw nga conduction mode (ID 1 ug 2), ug dayon mobalhin ngadto sa partially penetrating lockhole mode (ID 3-5), nga adunay klaro nga mga liki nga makita. Sa dihang ang ring power misaka gikan sa 0 ngadto sa 1000 W, walay klaro nga mga liki sa ID 7 ug ang giladmon sa iron enrichment medyo gamay. Sa dihang ang ring power misaka ngadto sa 2000 ug 2500 W (IDs 9 ug 10), ang giladmon sa rich iron zone mosaka. Sobra nga liki sa 2500w ring power (ID 10).
Pagsulay sa MR: Kung ang gahum sa kinauyokan anaa sa taliwala sa 500 ug 1000 W (ID 11 ug 12), ang weld seam anaa sa conduction mode; Kung itandi ang ID 12 ug ID 7, bisan kung ang kinatibuk-ang gahum (6000w) parehas, ang ID 7 nagpatuman sa usa ka lock hole mode. Kini tungod sa dakong pagkunhod sa densidad sa gahum sa ID 12 tungod sa dominant loop characteristic (r=0.2). Kung ang kinatibuk-ang gahum makaabot sa 7500 W (ID 15), makab-ot ang hingpit nga penetration mode, ug kung itandi sa 6000 W nga gigamit sa ID 7, ang gahum sa hingpit nga penetration mode motaas pag-ayo.
Pagsulay sa IC: Ang conducted mode (ID 16 ug 17) nakab-ot sa 1500w core power ug 3000w ug 3500w ring power. Kung ang core power kay 3000w ug ang ring power naa sa taliwala sa 1500w ug 2500w (ID 19-20), klaro nga mga liki ang makita sa interface tali sa rich iron ug rich aluminum, nga nagporma og lokal nga penetrating small hole pattern. Kung ang ring power kay 3000 ug 3500w (ID 21 ug 22), makab-ot ang full penetration keyhole mode.
Representatibong cross-sectional nga mga hulagway sa matag pag-ila sa welding ubos sa optical microscope
Hulagway 4. (a) Ang relasyon tali sa ultimate tensile strength (UTS) ug power ratio sa mga welding test; (b) Ang kinatibuk-ang gahum sa tanang welding test
Hulagway 5. (a) Relasyon tali sa aspect ratio ug UTS; (b) Ang relasyon tali sa extension ug penetration depth ug UTS; (c) Power density para sa tanang welding tests
Hulagway 6. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) Katugbang nga SEM-EDS chemical spectra para sa representatibong conduction mode welding; (g) Eskematikong diagram sa interface tali sa asero ug aluminum; (h) Fe2Al5 ug kinatibuk-ang gibag-on sa IMC sa conductive mode welds
Hulagway 7. (ac) Mapa sa kontorno sa indentation sa Vickers microhardness; (df) Katugbang nga SEM-EDS chemical spectrum para sa representatibong local penetration perforation mode welding
Hulagway 8. (ac) Mapa sa kontorno sa indentation sa Vickers microhardness; (df) Katugbang nga SEM-EDS chemical spectrum para sa representatibong full penetration perforation mode welding
Hulagway 9. Ang EBSD plot nagpakita sa gidak-on sa lugas sa rehiyon nga daghan og iron (ibabaw nga plato) sa full penetration perforation mode test, ug gikwenta ang distribusyon sa gidak-on sa lugas
Hulagway 10. SEM-EDS spectra sa interface tali sa dato nga iron ug dato nga aluminum
Kini nga pagtuon nagsusi sa mga epekto sa ARM laser sa pagporma, microstructure, ug mekanikal nga mga kabtangan sa IMC sa IF steel-1050 aluminum alloy dissimilar lap welded joints. Gikonsiderar sa pagtuon ang tulo ka welding modes (conduction mode, local penetration mode, ug full penetration mode) ug tulo ka pinili nga laser beam shapes (Gaussian beam, annular beam, ug Gaussian annular beam). Ang mga resulta sa panukiduki nagpakita nga ang pagpili sa angay nga power ratio sa Gaussian beam ug annular beam usa ka importanteng parameter alang sa pagkontrol sa pagporma ug microstructure sa internal modal carbon, sa ingon mapadako ang mekanikal nga mga kabtangan sa weld. Sa conduction mode, ang usa ka circular beam nga adunay power ratio nga 0.2 naghatag sa labing maayo nga kusog sa welding (71% joint efficiency). Sa perforation mode, ang Gaussian beam nagpatunghag mas dako nga giladmon sa welding ug mas taas nga aspect ratio, apan ang intensity sa welding mikunhod pag-ayo. Ang annular beam nga adunay power ratio nga 0.5 adunay dakong epekto sa pagpino sa steel side grains sa weld seam. Kini tungod sa mas ubos nga peak temperature sa annular beam nga mosangpot sa mas paspas nga cooling rate, ug ang growth restriction effect sa Al solute migration padulong sa ibabaw nga bahin sa weld seam sa grain structure. Adunay kusog nga correlation tali sa Vickers microhardness ug sa prediksyon sa Thermo Calc sa phase volume percentage. Kon mas dako ang volume percentage sa Fe4Al13, mas taas ang microhardness.
Oras sa pag-post: Enero 25, 2024
