Ορισμός του ελαττώματος πιτσιλίσματος: Το πιτσίλισμα στη συγκόλληση αναφέρεται στα σταγονίδια λιωμένου μετάλλου που εκτοξεύονται από τη λιωμένη δεξαμενή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης. Αυτά τα σταγονίδια μπορεί να πέσουν στην περιβάλλουσα επιφάνεια εργασίας, προκαλώντας τραχύτητα και ανομοιομορφία στην επιφάνεια, και μπορεί επίσης να προκαλέσουν απώλεια της ποιότητας της λιωμένης δεξαμενής, με αποτέλεσμα βαθουλώματα, σημεία έκρηξης και άλλα ελαττώματα στην επιφάνεια συγκόλλησης που επηρεάζουν τις μηχανικές ιδιότητες της συγκόλλησης.
Η πιτσιλιά κατά τη συγκόλληση αναφέρεται στα σταγονίδια λιωμένου μετάλλου που εκτοξεύονται από τη λιωμένη δεξαμενή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης. Αυτά τα σταγονίδια μπορεί να πέσουν στην περιβάλλουσα επιφάνεια εργασίας, προκαλώντας τραχύτητα και ανομοιομορφία στην επιφάνεια, και μπορεί επίσης να προκαλέσουν απώλεια της ποιότητας της λιωμένης δεξαμενής, με αποτέλεσμα βαθουλώματα, σημεία έκρηξης και άλλα ελαττώματα στην επιφάνεια συγκόλλησης που επηρεάζουν τις μηχανικές ιδιότητες της συγκόλλησης.
Ταξινόμηση πιτσιλίσματος:
Μικρές πιτσιλιές: Σταγονίδια στερεοποίησης που υπάρχουν στην άκρη της ραφής συγκόλλησης και στην επιφάνεια του υλικού, τα οποία επηρεάζουν κυρίως την εμφάνιση και δεν έχουν καμία επίδραση στην απόδοση. Γενικά, το όριο για τη διάκριση είναι ότι η σταγόνα είναι μικρότερη από το 20% του πλάτους σύντηξης της ραφής συγκόλλησης.
Μεγάλα πιτσιλίσματα: Υπάρχει απώλεια ποιότητας, η οποία εκδηλώνεται με βαθουλώματα, σημεία έκρηξης, υποσχέσεις κ.λπ. στην επιφάνεια τουραφή συγκόλλησης, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη τάση και παραμόρφωση, επηρεάζοντας την απόδοση της ραφής συγκόλλησης. Η κύρια εστίαση είναι σε αυτούς τους τύπους ελαττωμάτων.
Διαδικασία εμφάνισης πιτσιλίσματος:
Η πιτσιλιά εκδηλώνεται ως η έγχυση τηγμένου μετάλλου στη λιωμένη δεξαμενή σε κατεύθυνση περίπου κάθετη προς την επιφάνεια του υγρού συγκόλλησης λόγω της υψηλής επιτάχυνσης. Αυτό φαίνεται καθαρά στο παρακάτω σχήμα, όπου η στήλη υγρού ανεβαίνει από το τήγμα συγκόλλησης και αποσυντίθεται σε σταγονίδια, σχηματίζοντας πιτσιλιές.
Σκηνή εμφάνισης πιτσιλίσματος
Συγκόλληση με λέιζερχωρίζεται σε θερμική αγωγιμότητα και συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης.
Η συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα δεν παρουσιάζει σχεδόν καθόλου πιτσιλίσματα: Η συγκόλληση με θερμική αγωγιμότητα περιλαμβάνει κυρίως τη μεταφορά θερμότητας από την επιφάνεια του υλικού στο εσωτερικό, χωρίς σχεδόν καθόλου πιτσιλίσματα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Η διαδικασία δεν περιλαμβάνει σοβαρή εξάτμιση μετάλλου ή φυσικές μεταλλουργικές αντιδράσεις.
Η συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης είναι το κύριο σενάριο όπου συμβαίνουν πιτσιλίσματα: Η συγκόλληση βαθιάς διείσδυσης περιλαμβάνει λέιζερ που φτάνει απευθείας στο υλικό, μεταφέροντας θερμότητα στο υλικό μέσω οπών κλειδαρότρυπας, και η αντίδραση της διεργασίας είναι έντονη, καθιστώντας την το κύριο σενάριο όπου συμβαίνουν πιτσιλίσματα.
Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, ορισμένοι μελετητές χρησιμοποιούν φωτογραφία υψηλής ταχύτητας σε συνδυασμό με διαφανές γυαλί υψηλής θερμοκρασίας για να παρατηρήσουν την κατάσταση κίνησης της κλειδαρότρυπας κατά τη συγκόλληση με λέιζερ. Μπορεί να διαπιστωθεί ότι το λέιζερ χτυπά ουσιαστικά το μπροστινό τοίχωμα της κλειδαρότρυπας, ωθώντας το υγρό να ρέει προς τα κάτω, παρακάμπτοντας την κλειδαρότρυπα και φτάνοντας στην ουρά της λιωμένης δεξαμενής. Η θέση όπου το λέιζερ λαμβάνεται μέσα στην κλειδαρότρυπα δεν είναι σταθερή και το λέιζερ βρίσκεται σε κατάσταση απορρόφησης Fresnel μέσα στην κλειδαρότρυπα. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για μια κατάσταση πολλαπλών διαθλάσεων και απορρόφησης, διατηρώντας την ύπαρξη του λιωμένου υγρού της δεξαμενής. Η θέση της διάθλασης του λέιζερ κατά τη διάρκεια κάθε διαδικασίας αλλάζει με τη γωνία του τοιχώματος της κλειδαρότρυπας, με αποτέλεσμα η κλειδαρότρυπα να βρίσκεται σε κατάσταση περιστροφικής κίνησης. Η θέση ακτινοβολίας λέιζερ λιώνει, εξατμίζεται, υπόκειται σε δύναμη και παραμορφώνεται, έτσι ώστε η περισταλτική δόνηση να κινείται προς τα εμπρός.
Η σύγκριση που αναφέρθηκε παραπάνω χρησιμοποιεί διαφανές γυαλί υψηλής θερμοκρασίας, το οποίο στην πραγματικότητα ισοδυναμεί με μια διατομή της λιωμένης δεξαμενής. Άλλωστε, η κατάσταση ροής της λιωμένης δεξαμενής είναι διαφορετική από την πραγματική κατάσταση. Ως εκ τούτου, ορισμένοι μελετητές έχουν χρησιμοποιήσει τεχνολογία ταχείας κατάψυξης. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης, η λιωμένη δεξαμενή καταψύχεται γρήγορα για να επιτευχθεί η στιγμιαία κατάσταση μέσα στην κλειδαρότρυπα. Μπορεί να φανεί καθαρά ότι το λέιζερ χτυπά το μπροστινό τοίχωμα της κλειδαρότρυπας, σχηματίζοντας ένα σκαλοπάτι. Το λέιζερ επενεργεί σε αυτήν την αυλάκωση του σκαλοπάτι, ωθώντας τη λιωμένη δεξαμενή να ρέει προς τα κάτω, γεμίζοντας το κενό της κλειδαρότρυπας κατά την κίνηση του λέιζερ προς τα εμπρός, και έτσι λαμβάνοντας το κατά προσέγγιση διάγραμμα κατεύθυνσης ροής της ροής μέσα στην κλειδαρότρυπα της πραγματικής λιωμένης δεξαμενής. Όπως φαίνεται στο δεξί σχήμα, η πίεση ανάκρουσης του μετάλλου που παράγεται από την αφαίρεση υγρού μετάλλου με λέιζερ οδηγεί τη λιωμένη δεξαμενή υγρού να παρακάμψει το μπροστινό τοίχωμα. Η κλειδαρότρυπα κινείται προς την ουρά της λιωμένης δεξαμενής, ανεβαίνοντας προς τα πάνω σαν σιντριβάνι από το πίσω μέρος και προσκρούοντας στην επιφάνεια της λιωμένης δεξαμενής της ουράς. Ταυτόχρονα, λόγω της επιφανειακής τάσης (όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία της επιφανειακής τάσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η κρούση), το υγρό μέταλλο στην ουρά λιωμένου λιμνούλας έλκεται από την επιφανειακή τάση για να κινηθεί προς την άκρη της λιωμένου λιμνούλας, στερεοποιώντας συνεχώς. Το υγρό μέταλλο που μπορεί να στερεοποιηθεί στο μέλλον κυκλοφορεί πίσω στην ουρά της κλειδαρότρυπας, και ούτω καθεξής.
Σχηματικό διάγραμμα συγκόλλησης βαθιάς διείσδυσης με λέιζερ σε κλειδαρότρυπα: A: Κατεύθυνση συγκόλλησης· B: Δέσμη λέιζερ· C: Κλειδαρότρυπα· D: Ατμός μετάλλου, πλάσμα· E: Προστατευτικό αέριο· F: Πρόσοψη κλειδαρότρυπας (προ-τήξη λείανσης)· G: Οριζόντια ροή τηγμένου υλικού μέσω της διαδρομής της κλειδαρότρυπας· H: Διεπαφή στερεοποίησης της δεξαμενής τήξης· I: Η καθοδική διαδρομή ροής της τηγμένης δεξαμενής.
Περίληψη:
Η διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ λέιζερ και υλικού: Το λέιζερ δρα στην επιφάνεια του υλικού, προκαλώντας έντονη αφαίρεση. Το υλικό πρώτα θερμαίνεται, τήκεται και εξατμίζεται. Κατά τη διάρκεια της έντονης διαδικασίας εξάτμισης, οι ατμοί μετάλλου κινούνται προς τα πάνω για να δώσουν στην λιωμένη δεξαμενή μια προς τα κάτω πίεση ανάκρουσης, με αποτέλεσμα μια κλειδαρότρυπα. Το λέιζερ εισέρχεται στην κλειδαρότρυπα και υφίσταται πολλαπλές διεργασίες εκπομπής και απορρόφησης, με αποτέλεσμα μια συνεχή παροχή ατμών μετάλλου που διατηρούν την κλειδαρότρυπα. Το λέιζερ δρα κυρίως στο μπροστινό τοίχωμα της κλειδαρότρυπας και η εξάτμιση συμβαίνει κυρίως στο μπροστινό τοίχωμα της κλειδαρότρυπας. Η πίεση ανάκρουσης ωθεί το υγρό μέταλλο από το μπροστινό τοίχωμα της κλειδαρότρυπας για να κινηθεί γύρω από την κλειδαρότρυπα προς την ουρά της λιωμένης δεξαμενής. Το υγρό που κινείται με μεγάλη ταχύτητα γύρω από την κλειδαρότρυπα θα προσκρούσει στην λιωμένη δεξαμενή προς τα πάνω, σχηματίζοντας ανυψωμένα κύματα. Στη συνέχεια, κινούμενο από την επιφανειακή τάση, κινείται προς την άκρη και στερεοποιείται σε έναν τέτοιο κύκλο. Η πιτσιλιά συμβαίνει κυρίως στην άκρη του ανοίγματος της κλειδαρότρυπας και το υγρό μέταλλο στο μπροστινό τοίχωμα θα παρακάμψει με μεγάλη ταχύτητα την κλειδαρότρυπα και θα επηρεάσει τη θέση της λιωμένης δεξαμενής στο πίσω τοίχωμα.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Ιουνίου 2024
