Вызначэнне дэфекту пырскаў: пырскі пры зварцы адносяцца да кропель расплаўленага металу, якія выкідваюцца з ванны расплаўленага металу ў працэсе зваркі. Гэтыя кроплі могуць падаць на навакольную рабочую паверхню, выклікаючы шурпатасці і няроўнасці на паверхні, а таксама могуць выклікаць страту якасці расплаўленай ванны, што прывядзе да ўвагнутасцей, кропак выбуху і іншых дэфектаў на паверхні зварнога шва, якія ўплываюць на механічныя ўласцівасці зварнога шва. .
Пырскі пры зварцы - гэта кроплі расплаўленага металу, якія выкідваюцца з расплаўленай ванны падчас зваркі. Гэтыя кроплі могуць падаць на навакольную рабочую паверхню, выклікаючы шурпатасці і няроўнасці на паверхні, а таксама могуць выклікаць страту якасці расплаўленай ванны, што прывядзе да ўвагнутасцей, кропак выбуху і іншых дэфектаў на паверхні зварнога шва, якія ўплываюць на механічныя ўласцівасці зварнога шва. .
Класіфікацыя пырскаў:
Дробныя пырскі: кроплі зацвярдзення, якія прысутнічаюць на краі зварнога шва і на паверхні матэрыялу, у асноўным уплываюць на знешні выгляд і не ўплываюць на характарыстыкі; Як правіла, мяжой для адрознення з'яўляецца тое, што кропля складае менш за 20% шырыні зварнога шва;
Вялікія пырскі: назіраецца страта якасці, якая выяўляецца ўвагнутасцямі, кропкамі выбуху, паглыбленнямі і г.д. на паверхнізварнога шва, што можа прывесці да нераўнамернага напружання і расцяжэння, уплываючы на характарыстыкі зварнога шва. Асноўная ўвага надаецца гэтым тыпам дэфектаў.
Працэс узнікнення пырскаў:
Усплёск выяўляецца ў выглядзе ўпырску расплаўленага металу ў ванну расплаўленага ў напрамку, прыкладна перпендыкулярным паверхні зварачнай вадкасці з-за высокага паскарэння. Гэта добра відаць на малюнку ніжэй, дзе слуп вадкасці падымаецца ад зварачнага расплаву і распадаецца на кроплі, утвараючы пырскі.
Сцэна ўзнікнення ўсплёску
Лазерная зваркадзеліцца на цеплаправоднасць і зварку глыбокага пранікнення.
Пры цеплаправоднай зварцы амаль не ўзнікаюць пырскі: пры цеплаправоднай зварцы ў асноўным адбываецца перадача цяпла ад паверхні матэрыялу ўнутр, пры гэтым падчас працэсу амаль не ўтвараюцца пырскі. Працэс не прадугледжвае моцнага выпарэння металу або фізічных металургічных рэакцый.
Зварка з глыбокім пранікненнем - гэта асноўны сцэнар, пры якім адбываецца пырскванне: зварка з глыбокім пранікненнем прадугледжвае пранікненне лазера непасрэдна ў матэрыял, перадачу цяпла матэрыялу праз замочныя свідравіны, і рэакцыя працэсу інтэнсіўная, што робіць яго асноўным сцэнарыем, пры якім адбываецца пырскванне.
Як паказана на малюнку вышэй, некаторыя навукоўцы выкарыстоўваюць высакахуткасную фатаграфію ў спалучэнні з высокатэмпературным празрыстым шклом, каб назіраць за рухам замочнай свідравіны падчас лазернай зваркі. Можна выявіць, што лазер у асноўным трапляе ў пярэднюю сценку замочнай свідравіны, падштурхоўваючы вадкасць цячы ўніз, абмінаючы замочную свідравіну і дасягаючы хваста расплаўленай лужыны. Становішча, дзе лазер трапляе ў замочную свідравіну, не з'яўляецца фіксаваным, і лазер знаходзіцца ў стане паглынання Фрэнэля ўнутры замочнай свідравіны. Фактычна, гэта стан шматразовага праламлення і паглынання, які падтрымлівае існаванне расплаўленай вадкасці. Становішча праламлення лазера падчас кожнага працэсу змяняецца ў залежнасці ад вугла сценкі замочнай свідравіны, у выніку чаго замочная свідравіна знаходзіцца ў стане круцільнага руху. Становішча лазернага апраменьвання плавіцца, выпараецца, падвяргаецца ўздзеянню сілы і дэфармуецца, таму перыстальтычная вібрацыя рухаецца наперад.
У згаданым вышэй параўнанні выкарыстоўваецца высокатэмпературнае празрыстае шкло, што фактычна эквівалентна папярочнаму разрэзу расплаўленай ванны. У рэшце рэшт, стан патоку расплаўленага басейна адрозніваецца ад рэальнай сітуацыі. Таму некаторыя навукоўцы выкарыстоўвалі тэхналогію хуткага замарожвання. У працэсе зваркі расплаўленая ванна хутка замарожваецца, каб атрымаць імгненны стан унутры замочнай свідравіны. Добра відаць, што лазер б'е па пярэдняй сценцы замочнай свідравіны, утвараючы прыступку. Лазер уздзейнічае на гэтую ступеньчатую канаўку, падштурхоўваючы расплаўленую лужыну цячы ўніз, запаўняючы шчыліну замочнай свідравіны падчас руху лазера наперад і, такім чынам, атрымліваючы прыблізную схему напрамку патоку ўнутры замочнай шчыліны сапраўднай расплаўленай ванны. Як паказана на малюнку справа, ціск аддачы металу, які ствараецца лазернай абляцыяй вадкага металу, прымушае вадкі расплаўлены басейн абыходзіць пярэднюю сценку. Замочная свідравіна рухаецца да хваста расплаўленай лужыны, уздымаючыся ўверх, як фантан, ззаду і ўздзейнічаючы на паверхню хваста расплаўленай лужыны. У той жа час з-за павярхоўнага нацяжэння (чым ніжэй тэмпература павярхоўнага нацяжэння, тым мацней удар) вадкі метал у хваставой лужыне расплаўленага металу цягнецца пад дзеяннем павярхоўнага нацяжэння, каб рухацца да краю лужыны расплаўленага металу, бесперапынна застываючы. . Вадкі метал, які можа зацвярдзець у будучыні, цыркулюе назад уніз да хваста замочнай свідравіны і гэтак далей.
Прынцыповая схема лазернай замочнай зваркі глыбокім праплавленнем: A: Напрамак зваркі; B: лазерны прамень; C: Замочная свідравіна; D: пары металу, плазма; E: Ахоўны газ; F: пярэдняя сценка замочнай свідравіны (шліфоўка перад плаўленнем); G: Гарызантальны паток расплаўленага матэрыялу праз канал замочнай свідравіны; H: інтэрфейс застывання басейна расплаву; I: Сыходны шлях патоку расплаўленай ванны.
Рэзюмэ:
Працэс узаемадзеяння паміж лазерам і матэрыялам: лазер дзейнічае на паверхню матэрыялу, ствараючы інтэнсіўную абляцыю. Матэрыял спачатку награваецца, плавіцца і выпараецца. Падчас інтэнсіўнага працэсу выпарэння пара металу рухаецца ўверх, ствараючы ціск адкату расплаўленай ванны ўніз, у выніку чаго ўзнікае замочная свідравіна. Лазер трапляе ў замочную свідравіну і праходзіць некалькі працэсаў выпраменьвання і паглынання, у выніку чаго ў замочную свідравіну пастаянна паступае пара металу; Лазер у асноўным дзейнічае на пярэднюю сценку замочнай свідравіны, а выпарэнне ў асноўным адбываецца на пярэдняй сценцы замочнай свідравіны. Ціск аддачы выштурхвае вадкі метал з пярэдняй сценкі замочнай свідравіны, каб рухацца вакол замочнай свідравіны да хваста расплаўленай лужыны. Вадкасць, якая рухаецца з вялікай хуткасцю вакол замочнай свідравіны, будзе ўздзейнічаць на расплаўлены басейн уверх, утвараючы хвалі. Затым, пад дзеяннем павярхоўнага нацяжэння, ён рухаецца да краю і застывае ў такім цыкле. Пырскі ў асноўным узнікаюць на краі адтуліны замочнай свідравіны, а вадкі метал на пярэдняй сценцы будзе на высокай хуткасці абыходзіць замочную свідравіну і ўплываць на становішча расплаўленай ванны задняй сценкі.
Час публікацыі: 19 чэрвеня 2024 г
