Алюминий эритмесин лазер менен ширетүүдөгү кеңири таралган кемчиликтер

Жалпы кемчиликтерАлюминий эритмесин лазер менен ширетүү

Лазердик аутогендик ширетүүбү желазердик-жаалуу гибриддик ширетүүалюминий эритмелери үчүн колдонулганда, кээ бир жалпы техникалык көйгөйлөр бар, б.а., эгерде процесстин параметрлери жана ширетүү шарттары металлургиялык болсо, кемчиликтер пайда болушу мүмкүн.туура эмес.Алюминий эритмесинин муундарындагы кемчиликтер негизинен эки түрдү камтыйт: ширетүүчү тешиктүүлүк жана ширетүүчү ысык жаракалар. Тешиктүүлүк жана ысык жаракалардан тышкары, алюминий эритмелерин лазердик ширетүү учурунда астыңкы кесилген жер жана арткы бетинин начар пайда болушу сыяктуу кемчиликтер да бар. Ширетүүчү тешиктүүлүккө салыштырмалуу, ширетүүчү жаракалардын пайда болуу ыктымалдыгы (жылаңач көзгө көрүнгөн же кичине чоңойтуу менен) жогору эмес. Бирок, жаракалар кооптуураак болгондуктан, JIS Z 3105 стандарты ширетүүдө жарака табылгандан кийин, ширетүүчү жер IV класска кирет деп белгилейт. Астыңкы кесилген жер, арткы бетинин начар пайда болушу жана башка кемчиликтер көбүнчө ылдамдыкты туура эмес башкаруудан же процесстин параметрлеринин дал келбегендигинен келип чыккан олуттуу кемчиликтер болуп саналат. Мындай кемчиликтер, адатта, процессти изилдөө жана мүчүлүштүктөрдү оңдоо этабында пайда болот жана кадимки өндүрүштүк операцияларда сейрек кездешет. Ошондуктан, тешиктүүлүк алюминий эритмелерин лазердик ширетүү жана ширетүүчү конструкцияларды тейлөөдө зыяндуураак болгон кемчиликтин бир түрү болуп саналат жана аны түп-тамырынан бери жок кылуу кыйын.

1. Кеуектүүлүк

Көзөнөктүүлүк - бул көлөмдөгү эң кеңири таралган жана негизги кемчиликалюминий эритмелерин лазер менен ширетүү, өлчөмдөрү жүздөгөн микрондордон бир нече миллиметрге чейин. Анын пайда болуу механизми азырынча толук аныктала элек. Көзөнөктүүлүк ширетүүнүн натыйжалуу жумушчу бөлүгүн алсыратып гана тим болбостон, чыңалуу концентрациясын да пайда кылып, ширетилген муундун динамикалык бекемдигин жана чарчоо көрсөткүчтөрүн төмөндөтөт.

Алюминий эритмеси суутек камтыган чөйрөдө эригенде, анын ички суутек курамы 0,69 мл/100 г ашышы мүмкүн, бирок эритме катып калгандан кийин, анын тең салмактуулуктагы суутектеги эригичтиги эң көп дегенде 0,036 мл/100 г түзөт. Лазердик ширетүүнүн муздатуу процессинде суутектин эригичтиги кескин төмөндөйт жана ашыкча каныккан суутектин чөкмөсү суутектин кеуектүүлүгүн пайда кылат деп жалпысынан ишенишет. Төмөн эрүү температурасы жана жогорку буу басымындагы эритме элементтеринин бууланышы металлургиялык кеуектүүлүк деп аталган кеуектүүлүккө да алып келиши мүмкүн. Мындан тышкары, лазер нурунун бузулушу жана ачкыч тешиктин туруксуздугу да кеуектүүлүктү пайда кылышы мүмкүн, бирок мындай кеуектүүлүк туура эмес формага ээ жана аны процесстен келип чыккан кеуектүүлүк деп атоого болот. Алюминий эритмелеринин жогорку химиялык активдүүлүгүнө байланыштуу бетинде кычкыл пленкасы оңой пайда болот. Ширетүү учурунда алюминий эритмесинин бетиндеги кычкыл пленкадан ажыраган кристалл суу жана айкалышкан суу, абадагы нымдуулук жана коргоочу газ менен бирге, лазердин таасири астында жогорку температурадагы аймакта суутекти пайда кылуу үчүн түз ажыроодо. Бул суутек газдары эриген көлмөнүн муздашы жана катууланышы учурунда чөкмөгө түшүп, көбүкчөлөрдү пайда кылышы же толук эрибеген кычкыл пленкасында түздөн-түз көбүкчөлөрдү пайда кылышы мүмкүн. Алюминий эритмелеринин салыштырмалуу салмагы төмөн болгондуктан, эриген көлмөдөгү көбүкчөлөрдүн көтөрүлүү ылдамдыгы жай. Мындан тышкары, алюминий эритмелери күчтүү жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ жана эриген көлмөнүн муздашы жана катууланышы өтө тез. Айрым көбүкчөлөр убакыттын өтүшү менен чыга албай, ширетүүдө калып, металлургиялык кеуектүүлүктү пайда кылат. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, алюминий эритмесинен жасалган ширетүүлөрдүн кеуектүүлүгүндөгү негизги газ суутек болуп саналат, ошондуктан алюминий эритмесинен жасалган ширетүүлөрдүн кеуектүүлүгү кээде суутек кеуектүүлүгү деп аталат. Сканерлөөчү электрондук микроскоп астында кеуектүүлүктүн сынышын байкаганда, кеуектүүлүк көбүнчө дендрит кристаллдарынын тыгыз жайгашкан дендрит учтары менен тоголок морфологияны көрсөтөт жана ички дубалы жылмакай, таза жана кычкылдануу издеринен таза. Кеуектүүлүктүн болушу ширетүүнүн тыгыздыгын жана муундун көтөрүү жөндөмдүүлүгүн гана төмөндөтпөстөн, муундун бекемдигин жана пластикалуулугун ар кандай деңгээлде төмөндөтөт.

2. Ысык жаракалар

Ысык жаракалар (катуу жаракалары жана ликвация жаракалары кошо алганда) эриген бассейн металлын катуулануу процессинде пайда болот жана алюминий эритмелерин лазердик ширетүүдөгү кеңири таралган кемчиликтердин түрлөрүнүн бири болуп саналат. Катуу жаракалардын сынуу морфологиясынын эң айкын өзгөчөлүгү - сынуу бети жылмакай, бирок тегиз эмес гранулдуу таш же картошка сымал структуралардын чоң аянтынан турат жана бетинде көп учурда гранул аралык төмөн эрүү температурасындагы эвтектикалар же суюк пленка бүктөмдөрү, ошондой эле дендриттердин морт сынуу издери сакталат. Суюк жаракалардын сынуу морфологиясы катуулануу жаракаларына окшош, бирок ал жогорку температурадагы гранул аралык жарака же катуулануу жаракасынын мүнөздөмөлөрүнө ээ. Чарчоо жүктөмү астында эритүү менен ширетилген муундардын чарчоо жаракасында мындай ысык жаракалардан пайда болгон чарчоо жаракаларынын булактары да кеңири таралган. Алюминий эритмелерин лазердик ширетүүдөгү ысык жаракалардын себептери негизинен алардын өздүк мүнөздөмөлөрүнө жана ширетүү процесстерине байланыштуу. Алюминий эритмелери катуулануу учурунда чоң кичирейүү ылдамдыгына ээ (5% га чейин), бул чоң ширетүү чыңалуусуна жана деформациясына алып келет; Мындан тышкары, ширетүүчү металлдын катууланышы учурунда дан чек аралары боюнча эрүү температурасы төмөн эвтектикалык түзүлүштөр пайда болот, бул дан чек араларынын байланыш күчүн алсыратат, ошентип, созулуучу чыңалуу таасиринин астында ысык жаракаларды пайда кылат. Мындан тышкары, алюминий эритмелерин лазер менен ширетүүдөгү жаракалардын морфологиясын төмөнкү категорияларга кыскача мүнөздөөгө болот: ширетүүчү борбордук жаракалар; ширетүүчү эрүү сызыгынын жаракалары; ширетүүчү жерлердеги данектер аралык жаракалар; жылуулукка таасир эткен зонанын ликвациялык жаракалары; кычкыл пленкаларынан пайда болгон жаракалар; жана данектер аралык микрожарыктар.

Мындан тышкары, ширетүү учурунда начар коргоо ширетүүчү металлдын абадагы газдар менен реакцияга киришине алып келет, ал эми пайда болгон кошулмалар да жаракалардын потенциалдуу булактары болуп саналат. Легирлөөчү элементтердин түрү жана саны алюминий эритмесин ширетүү учурунда ысык жарака кетүү тенденциясына чоң таасирин тийгизет. Жалпысынан алганда, Al-Si жана Al-Mn сериясындагы алюминий эритмелери жакшы ширетилүүчү касиетке ээ жана ысык жаракаларды пайда кылуу оңой эмес; ал эми Al-Mg, Al-Cu жана Al-Zn сериясындагы алюминий эритмелери салыштырмалуу жогорку ысык жарака кетүү тенденциясына ээ. Ысык жарака кетүү тенденциясын ысытуу жана муздатуу ылдамдыгын көзөмөлдөө үчүн ширетүү процессинин параметрлерин тууралоо менен азайтууга болот. Жалпысынан алганда, лазердик-догалуу гибриддик ширетүүнүн ысык жарака кетүү тенденциясы лазердик толтургуч зым менен ширетүүгө караганда жакшыраак, ал эми лазердик толтургуч зым менен ширетүүнүн ысык жарака кетүү тенденциясы лазердик аутогендик ширетүүгө караганда жакшыраак.

3. Чачтын астын кесүү жана күйүп кетүү

Алюминий эритмелери иондоштуруу энергиясы төмөн, ал эми фотоиндукцияланган плазма ширетүү учурунда ысып кетүүгө жана кеңейүүгө жакын, бул туруксуз ширетүү процесстерине алып келет. Мындан тышкары, суюк алюминий эритмелери жакшы суюктукка жана төмөн беттик чыңалууга ээ. Кирүүнү жакшыртуу үчүн көп учурда коргоочу газ агымынын ылдамдыгы жана лазердин чыгуу кубаттуулугу жогору болушу керек, бул ширетүү процессинин туруктуулугун начарлатат, эриген көлмөнүн басым астында катуу өзгөрүшүнө алып келет жана кесилген жана күйүп кеткен сыяктуу кемчиликтерге оңой алып келет. Лазер менен ширетилген алюминий эритмесинин плиталарынын арткы формага келүүсүн ширетүүнүн арткы бетине суу менен муздатылган жез плитасын орнотуу менен натыйжалуу жакшыртууга болот.

4. Шлактын кошулушу

Унаанын кузовун ширетүүдөгү көп кездешүүчү дагы бир кемчилик - бул ширетүүчү шлак кошулмасы. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, шлак кошулмасы негизинен ширетүүчү материалдардын жана ширетүүчү зымдардын бетиндеги кычкылдардан, ошондой эле алюминий эритмесин локалдаштыруудагы туруксуз процесстерден келип чыгат. Ошондуктан, алюминий эритмесин өндүрүүчүлөр чийки заттагы кошулмалардын жана суутектин курамын минималдаштыруу жана продукциянын сапаттык туруктуулугун жогорулатуу үчүн технологиялык инновацияларды күчөтүп, куюу процесстерин жакшыртышы керек.