Болотту алюминийге туташтырууда, туташтыруу процессинде Fe жана Al атомдорунун ортосундагы реакция морт аралык металл кошулмаларын (ММК) пайда кылат. Бул IMCs болушу байланыштын механикалык бекемдигин чектейт, ошондуктан бул кошулмалардын санын көзөмөлдөө зарыл. ИМКлардын пайда болушунун себеби, Fe нин Alда эригичтиги начар. Белгилүү өлчөмдөн ашып кетсе, ширетүүчүнүн механикалык касиеттерине таасир этиши мүмкүн. IMCs катуулук, чектелген ийкемдүүлүк жана катуулук, морфологиялык өзгөчөлүктөр сыяктуу уникалдуу касиеттерге ээ. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, башка IMC менен салыштырганда, Fe2Al5 IMC катмары эң морт (11,8) деп эсептелет.± 1,8 ГПа) IMC фазасы, ошондой эле ширетүүдөн улам механикалык касиеттердин төмөндөшүнүн негизги себеби болуп саналат. Бул макалада жөнгө салынуучу шакек режиминдеги лазердин жардамы менен IF болоттун жана 1050 алюминийинин алыскы лазердик ширетүү процесси изилденет жана лазер нурунун формасынын металл аралык кошулмалардын пайда болушуна жана механикалык касиеттерине тийгизген таасири терең изилденет. Негизги/шакек кубаттуулугунун катышын тууралоо менен, өткөргүч режимде өзөк/шакек кубаттуулук катышы 0,2 ширетүү интерфейсинин бетинин аянтын жакшыртат жана Fe2Al5 IMC калыңдыгын бир кыйла азайтат, ошону менен муундун кесүү күчүн жакшыртат. .
Бул макалада IF болоттон жана 1050 алюминийден алыстан лазер менен ширетүүдө интерметаллдык кошулмалардын пайда болушуна жана механикалык касиеттерге жөнгө салынуучу шакек режиминдеги лазердин таасири киргизилет. Изилдөөнүн натыйжалары өткөргүч режимде 0,2 өзөк/шакек кубаттуулугу катышы ширетүүчү интерфейстин бириктирүүчү бетинин аянтын көбүрөөк камсыздай турганын көрсөтүп турат, ал 97,6 Н/мм2 максималдуу кесүү күчү менен чагылдырылат (биргелешкен натыйжалуулугу 71%). Кошумчалай кетсек, кубаттуулугу 1ден жогору болгон Гаусс нурларына салыштырмалуу, бул Fe2Al5 intermetallic кошулмасынын калыңдыгын (IMC) 62% га жана жалпы IMC калыңдыгын 40% га азайтат. Перфорация режиминде өткөргүч режимге салыштырганда жаракалар жана төмөнкү кесүү күчү байкалган. Белгилей кетчү нерсе, ширетүүчү тигиште өзөк/шакекченин кубаттуулугунун катышы 0,5 болгондо дандын олуттуу тазаланышы байкалган.
r=0 болгондо циклдик гана кубаттуулук пайда болот, ал эми r=1 болгондо өзөктүк кубаттуулук гана пайда болот.
Гаусс нуру менен шакек нурдун ортосундагы кубаттуулук катышынын r схемасы
(а) ширетүүчү аппарат; (б) ширетүүчү профилдин тереңдиги жана туурасы; (c) үлгү жана арматура орнотууларды көрсөтүү схемалык диаграмма
MC сынагы: Гаусс нурунда гана ширетүүчү тигиш адегенде тайыз өткөргүч режимде (ID 1 жана 2), андан кийин жарым-жартылай өтүүчү кулпу режимине (ID 3-5) өтөт, ачык жаракалар пайда болот. Шакек күчү 0дөн 1000 Вт чейин көбөйгөндө, ID 7де ачык жаракалар болгон эмес жана темирди байытуу тереңдиги салыштырмалуу аз болгон. Шакек күчү 2000 жана 2500 Вт (IDs 9 жана 10) чейин көбөйгөндө, бай темир зонанын тереңдиги көбөйөт. 2500w шакек кубаттуулугунда ашыкча крекинг (ID 10).
MR сыноо: Негизги кубаттуулугу 500 жана 1000 Вт (ID 11 жана 12) ортосунда болгондо, ширетүүчү тигиш өткөргүч режимде болот; ID 12 менен ID 7ди салыштыруу, жалпы кубаттуулугу (6000w) бирдей болсо да, ID 7 кулпу тешик режимин ишке ашырат. Бул үстөмдүк укурук мүнөздөмөсү (r=0,2) менен шартталган ID 12 кубаттуулугунун тыгыздыгынын олуттуу төмөндөшү менен шартталган. Жалпы кубаттуулугу 7500 Вт (ID 15) жеткенде, толук кирүү режимине жетишүүгө болот, ал эми ID 7де колдонулган 6000 Вт менен салыштырганда, толук кирүү режиминин күчү бир топ жогорулайт.
IC сыноо: Өткөрүлгөн режим (ID 16 жана 17) 1500w негизги кубаттуулукта жана 3000w жана 3500w шакекчелик кубаттуулукта жетишилди. Негизги кубаттуулугу 3000 Вт жана шакек күчү 1500 Вт жана 2500 Вт (ID 19-20) ортосунда болгондо, бай темир менен бай алюминийдин ортосундагы тилкеде ачык жаракалар пайда болуп, жергиликтүү кире турган кичинекей тешик үлгүсүн түзөт. Шакектин кубаттуулугу 3000 жана 3500 Вт болгондо (ID 21 жана 22), толук кирүү ачкыч тешиги режимине жетишиңиз.
Оптикалык микроскоптун астында ар бир ширетүүчү идентификациянын өкүлү кесилиш сүрөттөрү
4-сүрөт. (а) Ширетүүчү сыноолордо эң жогорку созуу күчү (UTS) менен кубаттуулуктун катышынын ортосундагы байланыш; (б) Бардык ширетүүчү сыноолордун жалпы кубаттуулугу
5-сүрөт. (а) Аспект катышы менен UTS ортосундагы байланыш; (б) Кеңейтүү жана өтүү тереңдиги менен UTS ортосундагы байланыш; (c) Бардык ширетүүчү сыноолор үчүн кубаттуулуктун тыгыздыгы
Сүрөт 6. (ac) Викерс микрокатуулугу чегинүү контур картасы; (df) репрезентативдик өткөрүү режиминде ширетүү үчүн тиешелүү SEM-EDS химиялык спектрлери; (ж) болоттун жана алюминийдин ортосундагы интерфейстин схемалык схемасы; (з) Fe2Al5 жана өткөргүч режимдеги ширетүүлөрдүн жалпы IMC калыңдыгы
Сүрөт 7. (ac) Викерс микрокатуулугу чегинүү контур картасы; (df) репрезенттүү локалдык өтүү перфорация режиминде ширетүү үчүн тиешелүү SEM-EDS химиялык спектри
Сүрөт 8. (ac) Викерс микрокатуулугу чегинүү контур картасы; (df) Толук өтүүчү перфорация режиминде ширетүү үчүн тиешелүү SEM-EDS химиялык спектри
9-сүрөт. EBSD сюжети темирге бай аймактын (жогорку плитанын) дан өлчөмүн толук кирүү тешик режиминин сыноосунда көрсөтөт жана дан өлчөмүн бөлүштүрүүнүн санын көрсөтөт.
Сүрөт 10. Бай темир менен бай алюминийдин ортосундагы интерфейстин SEM-EDS спектри
Бул изилдөө ARM лазеринин IF болот-1050 алюминий эритмесиндеги окшош эмес ширетилген кошулмалардагы IMCтин пайда болушуна, микроструктурасына жана механикалык касиеттерине тийгизген таасирин изилдеген. Изилдөөдө үч ширетүү режими (өткөрүү режими, локалдык өтүү режими жана толук өтүү режими) жана тандалган үч лазер нурунун формасы (Гаусс нуру, шакекче нур жана Гаусс шакекче нуру) каралган. Изилдөөнүн натыйжалары Гаусс нурунун жана шакекчелик нурдун тиешелүү кубаттуулук катышын тандоо ички модалдык көмүртектин пайда болушун жана микроструктурасын башкаруунун негизги параметри болуп саналат, ошону менен ширетүүчүнүн механикалык касиеттерин максималдуу жогорулатууга мүмкүндүк берет. Жүргүзүү режиминде 0,2 кубаттуулук катышы менен тегерек устун эң жакшы ширетүүчү күчтү (бириккендердин натыйжалуулугу 71%) камсыз кылат. Перфорация режиминде Гаусс нуру ширетүүчү тереңдикти жана жогорку пропорцияны жаратат, бирок ширетүүнүн интенсивдүүлүгү кыйла азаят. 0,5 кубаттуулук катышы бар шакек сымал устун ширетүүчү тигиште болоттун каптал бүртүкчөлөрүн тактоого олуттуу таасирин тийгизет. Бул тезирээк муздатуу ылдамдыгына алып бара турган тегерек устундун төмөнкү чоку температурасы менен шартталган, жана дан структурасы боюнча ширетүүчү тигиштин жогорку бөлүгүн көздөй Al эриген миграциясынын өсүшүн чектөө таасири. Викерс микрокатуулугу менен Thermo Calcтын фаза көлөмүнүн пайызын болжолдоосунун ортосунда күчтүү корреляция бар. Fe4Al13 көлөмүнүн пайызы канчалык чоң болсо, микрокатуулугу ошончолук жогору болот.
Посттун убактысы: Январь-25-2024
