ഉരുക്ക് അലുമിനിയം ലേസർ വെൽഡിഡ് ലാപ് ജോയിൻ്റിലെ ഇൻ്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളിലും ഊർജ്ജ ക്രമീകരിക്കാവുന്ന വാർഷിക സ്പോട്ട് ലേസറിൻ്റെ സ്വാധീനം

സ്റ്റീൽ അലൂമിനിയവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, കണക്ഷൻ പ്രക്രിയയിൽ Fe, Al ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം പൊട്ടുന്ന ഇൻ്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങൾ (IMCs) രൂപീകരിക്കുന്നു. ഈ IMC-കളുടെ സാന്നിധ്യം കണക്ഷൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, അതിനാൽ ഈ സംയുക്തങ്ങളുടെ അളവ് നിയന്ത്രിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ആലിൽ ഫേയുടെ ലായകത മോശമായതാണ് ഐഎംസി രൂപപ്പെടാൻ കാരണം. ഒരു നിശ്ചിത തുക കവിഞ്ഞാൽ, അത് വെൽഡിൻറെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ബാധിച്ചേക്കാം. IMC-കൾക്ക് കാഠിന്യം, പരിമിതമായ ഡക്റ്റിലിറ്റി, കാഠിന്യം, രൂപഘടന സവിശേഷതകൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള സവിശേഷ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. മറ്റ് IMC-കളെ അപേക്ഷിച്ച്, Fe2Al5 IMC ലെയർ ഏറ്റവും പൊട്ടുന്ന (11.8) ആയി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നതായി ഗവേഷണങ്ങൾ കണ്ടെത്തി.± 1.8 GPa) IMC ഘട്ടം, കൂടാതെ വെൽഡിംഗ് പരാജയം മൂലം മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കുറയുന്നതിനുള്ള പ്രധാന കാരണം കൂടിയാണ്. ക്രമീകരിക്കാവുന്ന റിംഗ് മോഡ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് IF സ്റ്റീൽ, 1050 അലുമിനിയം എന്നിവയുടെ വിദൂര ലേസർ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയെ ഈ പേപ്പർ അന്വേഷിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇൻ്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുടെയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെയും രൂപീകരണത്തിൽ ലേസർ ബീം ആകൃതിയുടെ സ്വാധീനം ആഴത്തിൽ അന്വേഷിക്കുന്നു. കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതം ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, ചാലക മോഡിൽ, 0.2 എന്ന കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതത്തിന് മികച്ച വെൽഡ് ഇൻ്റർഫേസ് ബോണ്ടിംഗ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം കൈവരിക്കാനും Fe2Al5 IMC യുടെ കനം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാനും അതുവഴി ജോയിൻ്റിൻ്റെ കത്രിക ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയുമെന്ന് കണ്ടെത്തി. .

IF സ്റ്റീൽ, 1050 അലുമിനിയം എന്നിവയുടെ വിദൂര ലേസർ വെൽഡിംഗ് സമയത്ത് ഇൻ്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുടെയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെയും രൂപീകരണത്തിൽ ക്രമീകരിക്കാവുന്ന റിംഗ് മോഡ് ലേസറിൻ്റെ സ്വാധീനം ഈ ലേഖനം പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു. ചാലക മോഡിൽ, 0.2 ൻ്റെ കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതം ഒരു വലിയ വെൽഡ് ഇൻ്റർഫേസ് ബോണ്ടിംഗ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം നൽകുന്നു, ഇത് 97.6 N/mm2 (ജോയിൻ്റ് കാര്യക്ഷമത 71%) പരമാവധി ഷിയർ ശക്തിയാൽ പ്രതിഫലിപ്പിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. കൂടാതെ, 1-ൽ കൂടുതൽ പവർ റേഷ്യോ ഉള്ള ഗൗസിയൻ ബീമുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇത് Fe2Al5 ഇൻ്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തത്തിൻ്റെ (IMC) കനം 62% ഉം മൊത്തം IMC കനം 40% ഉം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. പെർഫൊറേഷൻ മോഡിൽ, ചാലക മോഡുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വിള്ളലുകളും താഴ്ന്ന ഷിയർ ശക്തിയും നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതം 0.5 ആയിരുന്നപ്പോൾ വെൽഡ് സീമിൽ കാര്യമായ ധാന്യ ശുദ്ധീകരണം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.

r=0 ആകുമ്പോൾ, ലൂപ്പ് പവർ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ, r=1 ആകുമ്പോൾ, കോർ പവർ മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ.

ഗാസിയൻ ബീമിനും വാർഷിക ബീമിനും ഇടയിലുള്ള പവർ റേഷ്യോ r ൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

(എ) വെൽഡിംഗ് ഉപകരണം; (ബി) വെൽഡ് പ്രൊഫൈലിൻ്റെ ആഴവും വീതിയും; (സി) സാമ്പിളും ഫിക്‌ചർ ക്രമീകരണങ്ങളും പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

എംസി ടെസ്റ്റ്: ഗൗസിയൻ ബീമിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ മാത്രം, വെൽഡ് സീം തുടക്കത്തിൽ ആഴം കുറഞ്ഞ ചാലക മോഡിലാണ് (ഐഡി 1, 2), തുടർന്ന് ഭാഗികമായി തുളച്ചുകയറുന്ന ലോക്ക്ഹോൾ മോഡിലേക്ക് (ഐഡി 3-5) മാറുന്നു, വ്യക്തമായ വിള്ളലുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. റിംഗ് പവർ 0 മുതൽ 1000 W വരെ വർദ്ധിച്ചപ്പോൾ, ID 7 ൽ വ്യക്തമായ വിള്ളലുകൾ ഇല്ലായിരുന്നു, ഇരുമ്പ് സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിൻ്റെ ആഴം താരതമ്യേന ചെറുതായിരുന്നു. റിംഗ് പവർ 2000, 2500 W (ഐഡികൾ 9 ഉം 10 ഉം) ആയി വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ, സമ്പന്നമായ ഇരുമ്പ് സോണിൻ്റെ ആഴം വർദ്ധിക്കുന്നു. 2500w റിംഗ് പവറിൽ അമിതമായ പൊട്ടൽ (ID 10).

എംആർ ടെസ്റ്റ്: കോർ പവർ 500-നും 1000-നും ഇടയിലായിരിക്കുമ്പോൾ (ഐഡി 11, 12), വെൽഡ് സീം ചാലക മോഡിലാണ്; ID 12 ഉം ID 7 ഉം താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, മൊത്തം പവർ (6000w) ഒന്നുതന്നെയാണെങ്കിലും, ID 7 ഒരു ലോക്ക് ഹോൾ മോഡ് നടപ്പിലാക്കുന്നു. പ്രബലമായ ലൂപ്പ് സ്വഭാവം (r=0.2) കാരണം ID 12-ൽ പവർ ഡെൻസിറ്റിയിൽ ഗണ്യമായ കുറവുണ്ടായതാണ് ഇതിന് കാരണം. മൊത്തം പവർ 7500 W (ID 15) എത്തുമ്പോൾ, പൂർണ്ണമായ നുഴഞ്ഞുകയറ്റ മോഡ് കൈവരിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ID 7-ൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന 6000 W മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പൂർണ്ണ നുഴഞ്ഞുകയറ്റ മോഡിൻ്റെ ശക്തി ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു.

ഐസി ടെസ്റ്റ്: നടത്തിയ മോഡ് (ID 16, 17) 1500w കോർ പവറും 3000w, 3500w റിംഗ് പവറും നേടി. കോർ പവർ 3000w ഉം റിംഗ് പവർ 1500w നും 2500w നും ഇടയിലായിരിക്കുമ്പോൾ (ID 19-20), സമ്പുഷ്ടമായ ഇരുമ്പിനും സമ്പന്നമായ അലുമിനിയത്തിനും ഇടയിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസിൽ വ്യക്തമായ വിള്ളലുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയും പ്രാദേശിക തുളച്ചുകയറുന്ന ചെറിയ ദ്വാര പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. റിംഗ് പവർ 3000, 3500w (ID 21 ഉം 22 ഉം) ആയിരിക്കുമ്പോൾ, പൂർണ്ണ പെനട്രേഷൻ കീഹോൾ മോഡ് നേടുക.

ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിലുള്ള ഓരോ വെൽഡിംഗ് ഐഡൻ്റിഫിക്കേഷൻ്റെയും പ്രതിനിധി ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ചിത്രങ്ങൾ

ചിത്രം 4. (എ) വെൽഡിംഗ് ടെസ്റ്റുകളിലെ ആത്യന്തിക ടെൻസൈൽ ശക്തിയും (UTS) പവർ അനുപാതവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം; (ബി) എല്ലാ വെൽഡിംഗ് ടെസ്റ്റുകളുടെയും ആകെ ശക്തി

ചിത്രം 5. (എ) വീക്ഷണാനുപാതവും യുടിഎസും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം; (ബി) വിപുലീകരണവും നുഴഞ്ഞുകയറുന്ന ആഴവും യുടിഎസും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം; (സി) എല്ലാ വെൽഡിംഗ് ടെസ്റ്റുകൾക്കുമുള്ള പവർ ഡെൻസിറ്റി

ചിത്രം 6. (ac) വിക്കേഴ്‌സ് മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ് ഇൻഡൻ്റേഷൻ കോണ്ടൂർ മാപ്പ്; (df) പ്രതിനിധി ചാലക മോഡ് വെൽഡിങ്ങിനുള്ള അനുബന്ധ SEM-EDS കെമിക്കൽ സ്പെക്ട്ര; (g) സ്റ്റീലും അലുമിനിയവും തമ്മിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം; (h) Fe2Al5, ചാലക മോഡ് വെൽഡുകളുടെ ആകെ IMC കനം

ചിത്രം 7. (ac) വിക്കേഴ്‌സ് മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ് ഇൻഡൻ്റേഷൻ കോണ്ടൂർ മാപ്പ്; (df) പ്രതിനിധി ലോക്കൽ പെൻട്രേഷൻ പെർഫോറേഷൻ മോഡ് വെൽഡിങ്ങിനുള്ള അനുബന്ധ SEM-EDS കെമിക്കൽ സ്പെക്ട്രം

ചിത്രം 8. (ac) വിക്കേഴ്‌സ് മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ് ഇൻഡൻ്റേഷൻ കോണ്ടൂർ മാപ്പ്; (df) പ്രതിനിധി പൂർണ്ണ പെനട്രേഷൻ പെർഫൊറേഷൻ മോഡ് വെൽഡിങ്ങിനുള്ള അനുബന്ധ SEM-EDS കെമിക്കൽ സ്പെക്ട്രം

ചിത്രം 9. EBSD പ്ലോട്ട് ഫുൾ പെനട്രേഷൻ പെർഫൊറേഷൻ മോഡ് ടെസ്റ്റിൽ ഇരുമ്പ് സമ്പുഷ്ടമായ പ്രദേശത്തിൻ്റെ (അപ്പർ പ്ലേറ്റ്) ധാന്യത്തിൻ്റെ വലുപ്പം കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ധാന്യത്തിൻ്റെ വലുപ്പം വിതരണവും കണക്കാക്കുന്നു

ചിത്രം 10. സമ്പുഷ്ടമായ ഇരുമ്പും സമ്പുഷ്ടമായ അലൂമിനിയവും തമ്മിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസിൻ്റെ SEM-EDS സ്പെക്ട്ര

IF സ്റ്റീൽ-1050 അലുമിനിയം അലോയ് വ്യത്യസ്തമായ ലാപ് വെൽഡിഡ് സന്ധികളിൽ IMC യുടെ രൂപീകരണം, മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ARM ലേസറിൻ്റെ സ്വാധീനം ഈ പഠനം അന്വേഷിച്ചു. മൂന്ന് വെൽഡിംഗ് മോഡുകളും (ചാലക മോഡ്, ലോക്കൽ പെനട്രേഷൻ മോഡ്, ഫുൾ പെനട്രേഷൻ മോഡ്) മൂന്ന് തിരഞ്ഞെടുത്ത ലേസർ ബീം രൂപങ്ങളും (ഗൗസിയൻ ബീം, ആനുലാർ ബീം, ഗൗസിയൻ ആനുലാർ ബീം) പഠനം പരിഗണിച്ചു. ഗൗസിയൻ ബീമിൻ്റെയും വാർഷിക ബീമിൻ്റെയും ഉചിതമായ പവർ അനുപാതം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ആന്തരിക മോഡൽ കാർബണിൻ്റെ രൂപീകരണവും മൈക്രോസ്ട്രക്ചറും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്ററാണെന്ന് ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അതുവഴി വെൽഡിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പരമാവധി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ചാലക മോഡിൽ, 0.2 പവർ അനുപാതമുള്ള ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ബീം മികച്ച വെൽഡിംഗ് ശക്തി നൽകുന്നു (71% സംയുക്ത കാര്യക്ഷമത). പെർഫൊറേഷൻ മോഡിൽ, ഗൗസിയൻ ബീം കൂടുതൽ വെൽഡിംഗ് ആഴവും ഉയർന്ന വീക്ഷണാനുപാതവും ഉണ്ടാക്കുന്നു, എന്നാൽ വെൽഡിംഗ് തീവ്രത ഗണ്യമായി കുറയുന്നു. 0.5 പവർ അനുപാതമുള്ള വാർഷിക ബീം വെൽഡ് സീമിലെ സ്റ്റീൽ സൈഡ് ഗ്രെയിനുകളുടെ ശുദ്ധീകരണത്തിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ബീമിൻ്റെ ഏറ്റവും താഴ്ന്ന താപനിലയാണ് ഇത് വേഗത്തിലുള്ള തണുപ്പിക്കൽ നിരക്കിലേക്ക് നയിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ധാന്യ ഘടനയിൽ വെൽഡ് സീമിൻ്റെ മുകൾ ഭാഗത്തേക്ക് അൽ സോൾട്ട് മൈഗ്രേഷൻ്റെ വളർച്ചാ നിയന്ത്രണ ഫലവുമാണ്. വിക്കേഴ്‌സ് മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസും ഫേസ് വോളിയം ശതമാനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള തെർമോ കാൽക്കിൻ്റെ പ്രവചനവും തമ്മിൽ ശക്തമായ ഒരു ബന്ധമുണ്ട്. Fe4Al13 ൻ്റെ വോളിയം ശതമാനം കൂടുന്തോറും മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ്സ് കൂടുതലാണ്.