സ്റ്റീൽ അലുമിനിയം ലേസർ വെൽഡഡ് ലാപ് ജോയിന്റുകളിലെ ഇന്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളിലും എനർജി അഡ്ജസ്റ്റബിൾ വാർഷിക സ്പോട്ട് ലേസറിന്റെ സ്വാധീനം.

സ്റ്റീലിനെ അലൂമിനിയവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, കണക്ഷൻ പ്രക്രിയയിൽ Fe, Al ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം പൊട്ടുന്ന ഇന്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങൾ (IMCs) ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ IMC-കളുടെ സാന്നിധ്യം കണക്ഷന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, അതിനാൽ ഈ സംയുക്തങ്ങളുടെ അളവ് നിയന്ത്രിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. IMC-കളുടെ രൂപീകരണത്തിന് കാരണം Al-ലെ Fe-യുടെ ലയിക്കുന്ന സ്വഭാവം മോശമാണ് എന്നതാണ്. ഒരു നിശ്ചിത അളവ് കവിഞ്ഞാൽ, അത് വെൽഡിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ബാധിച്ചേക്കാം. IMC-കൾക്ക് കാഠിന്യം, പരിമിതമായ ഡക്റ്റിലിറ്റി, കാഠിന്യം, രൂപാന്തര സവിശേഷതകൾ തുടങ്ങിയ സവിശേഷ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. മറ്റ് IMC-കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, Fe2Al5 IMC പാളി ഏറ്റവും പൊട്ടുന്നതായി വ്യാപകമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണങ്ങൾ കണ്ടെത്തി (11.8± 1.8 GPa) IMC ഘട്ടം, വെൽഡിംഗ് പരാജയം മൂലമുള്ള മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കുറയാനുള്ള പ്രധാന കാരണവും ഇതാണ്. ക്രമീകരിക്കാവുന്ന റിംഗ് മോഡ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് IF സ്റ്റീലിന്റെയും 1050 അലൂമിനിയത്തിന്റെയും റിമോട്ട് ലേസർ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയെ ഈ പ്രബന്ധം അന്വേഷിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇന്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുടെയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെയും രൂപീകരണത്തിൽ ലേസർ ബീം ആകൃതിയുടെ സ്വാധീനം ആഴത്തിൽ അന്വേഷിക്കുന്നു. കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതം ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, കണ്ടക്ഷൻ മോഡിൽ, 0.2 എന്ന കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതം മികച്ച വെൽഡ് ഇന്റർഫേസ് ബോണ്ടിംഗ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം കൈവരിക്കാനും Fe2Al5 IMC യുടെ കനം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാനും അതുവഴി ജോയിന്റിന്റെ ഷിയർ ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയുമെന്ന് കണ്ടെത്തി.

IF സ്റ്റീലിന്റെയും 1050 അലൂമിനിയത്തിന്റെയും റിമോട്ട് ലേസർ വെൽഡിങ്ങിനിടെ ഇന്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുടെയും മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെയും രൂപീകരണത്തിൽ ക്രമീകരിക്കാവുന്ന റിംഗ് മോഡ് ലേസറിന്റെ സ്വാധീനം ഈ ലേഖനം പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു. കണ്ടക്ഷൻ മോഡിൽ, 0.2 എന്ന കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതം ഒരു വലിയ വെൽഡ് ഇന്റർഫേസ് ബോണ്ടിംഗ് ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം നൽകുന്നുവെന്ന് ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് പരമാവധി ഷിയർ ശക്തി 97.6 N/mm2 (ജോയിന്റ് കാര്യക്ഷമത 71%) വഴി പ്രതിഫലിക്കുന്നു. കൂടാതെ, 1-ൽ കൂടുതൽ പവർ അനുപാതമുള്ള ഗൗസിയൻ ബീമുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇത് Fe2Al5 ഇന്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തത്തിന്റെ (IMC) കനം 62% ഉം മൊത്തം IMC കനം 40% ഉം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. പെർഫൊറേഷൻ മോഡിൽ, കണ്ടക്ഷൻ മോഡിനെ അപേക്ഷിച്ച് വിള്ളലുകളും കുറഞ്ഞ ഷിയർ ശക്തിയും നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. കോർ/റിംഗ് പവർ അനുപാതം 0.5 ആയിരുന്നപ്പോൾ വെൽഡ് സീമിൽ ഗണ്യമായ ധാന്യ പരിഷ്കരണം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടുവെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.

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

ഗൗഷ്യൻ ബീമിനും വാർഷിക ബീമിനും ഇടയിലുള്ള പവർ അനുപാതം r ന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.

(എ) വെൽഡിംഗ് ഉപകരണം; (ബി) വെൽഡ് പ്രൊഫൈലിന്റെ ആഴവും വീതിയും; (സി) സാമ്പിൾ, ഫിക്സ്ചർ ക്രമീകരണങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

എംസി പരിശോധന: ഗൗസിയൻ ബീമിന്റെ കാര്യത്തിൽ മാത്രം, വെൽഡ് സീം തുടക്കത്തിൽ ആഴം കുറഞ്ഞ ചാലക മോഡിലാണ് (ID 1 ഉം 2 ഉം), തുടർന്ന് ഭാഗികമായി തുളച്ചുകയറുന്ന ലോക്ക്ഹോൾ മോഡിലേക്ക് (ID 3-5) മാറുന്നു, വ്യക്തമായ വിള്ളലുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. റിംഗ് പവർ 0 ൽ നിന്ന് 1000 W ആയി വർദ്ധിച്ചപ്പോൾ, ID 7 ൽ വ്യക്തമായ വിള്ളലുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നില്ല, ഇരുമ്പ് സമ്പുഷ്ടീകരണത്തിന്റെ ആഴം താരതമ്യേന ചെറുതായിരുന്നു. റിംഗ് പവർ 2000 ഉം 2500 W ഉം ആയി വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ (ID കൾ 9 ഉം 10 ഉം), സമ്പന്നമായ ഇരുമ്പ് മേഖലയുടെ ആഴം വർദ്ധിക്കുന്നു. 2500w റിംഗ് പവറിൽ (ID 10) അമിതമായ വിള്ളൽ.

MR ടെസ്റ്റ്: കോർ പവർ 500 നും 1000 W നും ഇടയിലായിരിക്കുമ്പോൾ (ID 11 ഉം 12 ഉം), വെൽഡ് സീം കണ്ടക്ഷൻ 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 സാന്ദ്രതയിൽ ഗണ്യമായ കുറവ് ഉണ്ടാകുന്നതാണ് ഇതിന് കാരണം. മൊത്തം പവർ 7500 W (ID 15) എത്തുമ്പോൾ, പൂർണ്ണ പെനട്രേഷൻ മോഡ് കൈവരിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ID 7 ൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന 6000 W യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പൂർണ്ണ പെനട്രേഷൻ മോഡിന്റെ പവർ ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു.

ഐസി ടെസ്റ്റ്: കണ്ടക്റ്റഡ് മോഡ് (ഐഡി 16 ഉം 17 ഉം) 1500w കോർ പവറിലും 3000w ഉം 3500w ഉം റിംഗ് പവറിലും നേടിയെടുത്തു. കോർ പവർ 3000w ഉം റിംഗ് പവർ 1500w നും 2500w നും ഇടയിലായിരിക്കുമ്പോൾ (ഐഡി 19-20), സമ്പന്നമായ ഇരുമ്പിനും സമ്പന്നമായ അലൂമിനിയത്തിനും ഇടയിലുള്ള ഇന്റർഫേസിൽ വ്യക്തമായ വിള്ളലുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയും ഒരു പ്രാദേശിക തുളച്ചുകയറുന്ന ചെറിയ ദ്വാര പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. റിംഗ് പവർ 3000 ഉം 3500w ഉം ആയിരിക്കുമ്പോൾ (ഐഡി 21 ഉം 22 ഉം), പൂർണ്ണ നുഴഞ്ഞുകയറ്റ കീഹോൾ മോഡ് നേടുക.

ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിലുള്ള ഓരോ വെൽഡിംഗ് തിരിച്ചറിയലിന്റെയും പ്രതിനിധി ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ചിത്രങ്ങൾ

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

ചിത്രം 5. (എ) വീക്ഷണാനുപാതവും യുടിഎസും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം; (ബി) എക്സ്റ്റൻഷനും പെനട്രേഷൻ ഡെപ്ത്തും യുടിഎസും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം; (സി) എല്ലാ വെൽഡിംഗ് ടെസ്റ്റുകൾക്കുമുള്ള പവർ ഡെൻസിറ്റി

ചിത്രം 6. (ac) വിക്കേഴ്‌സ് മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ് ഇൻഡന്റേഷൻ കോണ്ടൂർ മാപ്പ്; (df) റെപ്രസന്റേറ്റീവ് കണ്ടക്ഷൻ മോഡ് വെൽഡിങ്ങിനുള്ള അനുബന്ധ SEM-EDS കെമിക്കൽ സ്പെക്ട്ര; (g) സ്റ്റീലിനും അലൂമിനിയത്തിനും ഇടയിലുള്ള ഇന്റർഫേസിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം; (h) കണ്ടക്ടീവ് മോഡ് വെൽഡുകളുടെ Fe2Al5 ഉം ആകെ IMC കനവും

ചിത്രം 7. (ac) വിക്കേഴ്‌സ് മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ് ഇൻഡന്റേഷൻ കോണ്ടൂർ മാപ്പ്; (df) പ്രതിനിധി ലോക്കൽ പെനട്രേഷൻ പെർഫൊറേഷൻ മോഡ് വെൽഡിങ്ങിനുള്ള അനുബന്ധ SEM-EDS കെമിക്കൽ സ്പെക്ട്രം.

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

ചിത്രം 9. പൂർണ്ണ പെനട്രേഷൻ പെർഫൊറേഷൻ മോഡ് പരിശോധനയിൽ ഇരുമ്പ് സമ്പുഷ്ടമായ പ്രദേശത്തിന്റെ (മുകളിലെ പ്ലേറ്റ്) ഗ്രെയിൻ വലുപ്പം EBSD പ്ലോട്ട് കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഗ്രെയിൻ വലുപ്പ വിതരണത്തെ അളക്കുന്നു.

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

IF സ്റ്റീൽ-1050 അലുമിനിയം അലോയ് ഡിസിമോറൽ ലാപ് വെൽഡഡ് സന്ധികളിൽ IMC യുടെ രൂപീകരണം, മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ARM ലേസറിന്റെ സ്വാധീനം ഈ പഠനം പരിശോധിച്ചു. മൂന്ന് വെൽഡിംഗ് മോഡുകളും (ചാലക മോഡ്, ലോക്കൽ പെനട്രേഷൻ മോഡ്, ഫുൾ പെനട്രേഷൻ മോഡ്) തിരഞ്ഞെടുത്ത മൂന്ന് ലേസർ ബീം ആകൃതികളും (ഗോസിയൻ ബീം, വാർഷിക ബീം, ഗൗസിയൻ വാർഷിക ബീം) പഠനം പരിഗണിച്ചു. ഗാസിയൻ ബീമിന്റെയും വാർഷിക ബീമിന്റെയും ഉചിതമായ പവർ അനുപാതം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ആന്തരിക മോഡൽ കാർബണിന്റെ രൂപീകരണവും മൈക്രോസ്ട്രക്ചറും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്ററാണെന്നും അതുവഴി വെൽഡിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പരമാവധിയാക്കുമെന്നും ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. കണ്ടക്ഷൻ മോഡിൽ, 0.2 എന്ന പവർ അനുപാതമുള്ള ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ബീം മികച്ച വെൽഡിംഗ് ശക്തി (71% ജോയിന്റ് കാര്യക്ഷമത) നൽകുന്നു. പെർഫൊറേഷൻ മോഡിൽ, ഗൗസിയൻ ബീം കൂടുതൽ വെൽഡിംഗ് ആഴവും ഉയർന്ന വീക്ഷണാനുപാതവും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, പക്ഷേ വെൽഡിംഗ് തീവ്രത ഗണ്യമായി കുറയുന്നു. 0.5 എന്ന പവർ അനുപാതമുള്ള വാർഷിക ബീം വെൽഡ് സീമിലെ സ്റ്റീൽ സൈഡ് ഗ്രെയിനുകളുടെ പരിഷ്കരണത്തിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. വാർഷിക ബീമിന്റെ താഴ്ന്ന പീക്ക് താപനില വേഗത്തിലുള്ള തണുപ്പിക്കൽ നിരക്കിലേക്ക് നയിക്കുന്നതിനാലും, വെൽഡ് സീമിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്തേക്ക് Al ലായനി മൈഗ്രേഷൻ ഗ്രെയിൻ ഘടനയിൽ ഉണ്ടാക്കുന്ന വളർച്ചാ നിയന്ത്രണ ഫലവുമായുമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. വിക്കേഴ്‌സ് മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസും തെർമോ കാൽക്കിന്റെ ഫേസ് വോളിയം ശതമാനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രവചനവും തമ്മിൽ ശക്തമായ ഒരു ബന്ധമുണ്ട്. Fe4Al13 ന്റെ വോളിയം ശതമാനം കൂടുന്തോറും മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസും കൂടുതലാണ്.