Вызначэнне дэфекту пырскаў: Пырскаў пры зварцы азначае кроплі расплаўленага металу, якія выкідваюцца з расплаўленай ванны падчас працэсу зваркі. Гэтыя кроплі могуць падаць на навакольную працоўную паверхню, выклікаючы шурпатасць і няроўнасць на паверхні, а таксама могуць прывесці да страты якасці расплаўленай ванны, што прывядзе да ўвагнутасцей, кропак выбуху і іншых дэфектаў на паверхні зваркі, якія ўплываюць на механічныя ўласцівасці шва.
Пад разбрызганнем пры зварцы разумеюцца кроплі расплаўленага металу, якія выкідваюцца з расплаўленай ванны падчас працэсу зваркі. Гэтыя кроплі могуць трапляць на навакольную працоўную паверхню, выклікаючы шурпатасць і няроўнасць на паверхні, а таксама могуць прывесці да страты якасці расплаўленай ванны, што прывядзе да ўвагнутасцей, кропак выбуху і іншых дэфектаў на паверхні зваркі, якія ўплываюць на механічныя ўласцівасці 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; звычайна мяжай для адрознення з'яўляецца тое, што кропля складае менш за 20% ад шырыні сплаўлення зварнога шва;
Вялікія пырскі: назіраецца страта якасці, якая праяўляецца ў выглядзе ўвагнутасцей, кропак выбуху, падрэзаў і г.д. на паверхні зварнога шва, што можа прывесці да нераўнамернага напружання і дэфармацыі, што ўплывае на прадукцыйнасць зварнога шва. Асноўная ўвага надаецца гэтым тыпам дэфектаў.
Працэс узнікнення ўсплёску:
Пырскі праяўляюцца ў выглядзе ўпырску расплаўленага металу ў расплаўленую ванну ў кірунку, прыблізна перпендыкулярным паверхні зварачнай вадкасці, з-за высокага паскарэння. Гэта добра відаць на малюнку ніжэй, дзе слуп вадкасці падымаецца з расплаву зваркі і распадаецца на кроплі, утвараючы пырскі.
Месца здарэння ўсплёску
Лазерная зварка падзяляецца на цеплаправодную і глыбокапранікальную зварку.
Цеплаправодная зварка практычна не сутыкаецца з пырскамі: цеплаправодная зварка ў асноўным прадугледжвае перадачу цяпла ад паверхні матэрыялу ўнутр, пры гэтым пырскі практычна не ўтвараюцца падчас працэсу. Працэс не ўключае моцнае выпарэнне металу або фізічныя металургічныя рэакцыі.
Зварка з глыбокім пранікненнем — асноўны сцэнар, пры якім узнікаюць пырскі: зварка з глыбокім пранікненнем прадугледжвае пранікненне лазера непасрэдна ў матэрыял, перадачу цяпла да матэрыялу праз адтуліны, і рэакцыя працэсу інтэнсіўная, што робіць яе асноўным сцэнарыем, пры якім узнікаюць пырскі.
Як паказана на малюнку вышэй, некаторыя навукоўцы выкарыстоўваюць высакахуткасную фатаграфію ў спалучэнні з празрыстым шклом высокай тэмпературы для назірання за рухам замочнай свідравіны падчас лазернай зваркі. Можна заўважыць, што лазер фактычна трапляе ў пярэднюю сценку замочнай свідравіны, штурхаючы вадкасць уніз, абмінаючы замочную свідравіну і дасягаючы хваста расплаўленай ванны. Пазіцыя, у якой лазер прымаецца ўнутры замочнай свідравіны, не фіксаваная, і лазер знаходзіцца ў стане паглынання Фрэнеля ўнутры замочнай свідравіны. Фактычна, гэта стан множных праламленняў і паглынанняў, якія падтрымліваюць існаванне расплаўленай вадкасці ванны. Пазіцыя праламлення лазера падчас кожнага працэсу змяняецца ў залежнасці ад вугла сценкі замочнай свідравіны, што прыводзіць да круцільнага руху замочнай свідравіны. Пазіцыя лазернага апрамянення плавіцца, выпараецца, падвяргаецца сіле і дэфармуецца, таму перыстальтычныя ваганні рухаюцца наперад.
У вышэйзгаданым параўнанні выкарыстоўваецца празрыстае шкло высокай тэмпературы, якое фактычна эквівалентна папярочнаму разрэзу расплаўленай ванны. У рэшце рэшт, стан патоку расплаўленай ванны адрозніваецца ад рэальнай сітуацыі. Таму некаторыя навукоўцы выкарыстоўвалі тэхналогію хуткага замарожвання. Падчас працэсу зваркі расплаўленая ванна хутка замарожваецца, каб імгненна дасягнуць стану ўнутры замочнай свідравіны. Добра відаць, што лазер ударае аб пярэднюю сценку замочнай свідравіны, утвараючы прыступку. Лазер уздзейнічае на гэтую прыступкавую канаўку, падштурхоўваючы расплаўленую ванну цячы ўніз, запаўняючы шчыліну замочнай свідравіны падчас руху лазера наперад і такім чынам атрымліваючы прыблізную дыяграму кірунку патоку ўнутры замочнай свідравіны рэальнай расплаўленай ванны. Як паказана на малюнку справа, ціск аддачы металу, які ствараецца лазернай абляцыяй вадкага металу, прымушае вадкую расплаўленую ванну абыходзіць пярэднюю сценку. Замочная свідравіна рухаецца да хваста расплаўленай ванны, падымаючыся ўверх, як фантан, ззаду і ўдараючы аб паверхню хваста расплаўленай ванны. Адначасова, з-за павярхоўнага нацяжэння (чым ніжэйшая тэмпература павярхоўнага нацяжэння, тым большы ўдар), вадкі метал у хваставой расплаўленай ванне прыцягваецца павярхоўным нацяжэннем і рухаецца да краю расплаўленай ванны, бесперапынна застываючы. Вадкі метал, які можа застыць у будучыні, цыркулюе назад да хваста замочнай свідравіны і гэтак далей.
Схематычная дыяграма лазернай зваркі з глыбокім пранікненнем праз замочную свідравіну: A: Кірунак зваркі; B: Лазерны прамень; C: Замочная свідравіна; D: Пар металу, плазма; E: Ахоўны газ; F: Пярэдняя сценка замочнай свідравіны (перад плаўленнем, шліфаванне); G: Гарызантальны паток расплаўленага матэрыялу праз шлях замочнай свідравіны; H: Паверхня зацвярдзення ванны расплаву; I: Сыходны шлях патоку ванны расплаву.
Працэс узаемадзеяння паміж лазерам і матэрыялам: Лазер уздзейнічае на паверхню матэрыялу, ствараючы інтэнсіўную абляцыю. Матэрыял спачатку награваецца, плавіцца і выпараецца. Падчас інтэнсіўнага выпарэння пары металу рухаюцца ўверх, ствараючы на расплаўленую ванну ціск аддачы ўніз, у выніку чаго ўтвараецца замочная свідравіна. Лазер уваходзіць у замочную свідравіну і падвяргаецца шматлікім працэсам выпраменьвання і паглынання, у выніку чаго паступова паступаюць пары металу, якія падтрымліваюць замочную свідравіну; Лазер у асноўным уздзейнічае на пярэднюю сценку замочнай свідравіны, а выпарэнне адбываецца ў асноўным на пярэдняй сценцы замочнай свідравіны. Ціск аддачы штурхае вадкі метал ад пярэдняй сценкі замочнай свідравіны, каб ён рухаўся вакол замочнай свідравіны да хваста расплаўленай ванны. Вадкасць, якая рухаецца з высокай хуткасцю вакол замочнай свідравіны, будзе ўдараць па расплаўленай ванне ўверх, утвараючы прыпаднятыя хвалі. Затым, пад уздзеяннем павярхоўнага нацяжэння, яна рухаецца да краю і застывае ў такім цыкле. Пырскі ў асноўным адбываюцца на краі адтуліны замочнай свідравіны, і вадкі метал на пярэдняй сценцы будзе з высокай хуткасцю абмінаць замочную свідравіну і ўплываць на становішча задняй сценкі расплаўленай ванны.
Час публікацыі: 29 сакавіка 2024 г.
