Definition av stänkdefekt: Stänk vid svetsning avser smälta metalldroppar som sprutas ut från smältbadet under svetsprocessen. Dessa droppar kan falla på den omgivande arbetsytan och orsaka ojämnheter och ojämnheter på ytan, och kan också orsaka förlust av smältbadets kvalitet, vilket resulterar i bucklor, explosionspunkter och andra defekter på svetsytan som påverkar svetsens mekaniska egenskaper.
Stänk vid svetsning avser smälta metalldroppar som stöts ut från smältbadet under svetsprocessen. Dessa droppar kan falla på den omgivande arbetsytan och orsaka ojämnheter och ojämnheter i ytan, och kan också orsaka förlust av smältbadets kvalitet, vilket resulterar i bucklor, explosionspunkter och andra defekter på svetsytan som påverkar svetsens mekaniska egenskaper.
Stänkklassificering:
Små stänk: Stelningsdroppar som finns vid kanten av svetssömmen och på materialets yta, vilket främst påverkar utseendet och inte påverkar prestandan; Generellt sett är gränsen för att skilja mellan att droppen är mindre än 20 % av svetssömmens smältbredd;
Stort stänk: Det finns kvalitetsförlust, vilket manifesteras som bucklor, explosionspunkter, underskärningar etc. på ytan avsvetsfog, vilket kan leda till ojämn spänning och töjning, vilket påverkar svetsfogens prestanda. Huvudfokus ligger på den här typen av defekter.
Stänkförekomstprocess:
Stänk manifesteras som injektion av smält metall i smältbadet i en riktning som är ungefär vinkelrät mot svetsvätskeytan på grund av hög acceleration. Detta kan tydligt ses i figuren nedan, där vätskepelaren stiger upp från svetssmältan och sönderfaller till droppar, vilket bildar stänk.
Stänkförekomstscen
Lasersvetsningär indelad i värmeledningsförmåga och djupsvetsning.
Värmeledningssvetsning har nästan ingen förekomst av stänk: Värmeledningssvetsning innebär huvudsakligen överföring av värme från materialets yta till insidan, med nästan inget stänk som genereras under processen. Processen involverar inte kraftig metallavdunstning eller fysikaliska metallurgiska reaktioner.
Djupsvetsning är det vanligaste scenariot där stänk inträffar: Djupsvetsning innebär att lasern når direkt in i materialet, överför värme till materialet genom nyckelhål, och processreaktionen är intensiv, vilket gör det till det vanligaste scenariot där stänk inträffar.
Som visas i figuren ovan använder vissa forskare höghastighetsfotografering i kombination med högtemperaturtransparent glas för att observera nyckelhålets rörelsestatus under lasersvetsning. Det kan konstateras att lasern i princip träffar nyckelhålets främre vägg och trycker vätskan nedåt, förbi nyckelhålet och når den smälta bassängens slut. Positionen där lasern tas emot inuti nyckelhålet är inte fast, och lasern befinner sig i ett Fresnel-absorptionstillstånd inuti nyckelhålet. I själva verket är det ett tillstånd av flera brytningar och absorption, vilket upprätthåller den smälta bassängvätskans existens. Laserbrytningens position under varje process ändras med nyckelhålets väggvinkel, vilket gör att nyckelhålet befinner sig i ett vridande rörelsetillstånd. Laserbestrålningspositionen smälter, avdunstar, utsätts för kraft och deformeras, så den peristaltiska vibrationen rör sig framåt.
Jämförelsen som nämns ovan använder högtemperaturtransparent glas, vilket faktiskt motsvarar en tvärsnittsvy av smältbadet. Smältbadets flödestillstånd skiljer sig trots allt från den verkliga situationen. Därför har vissa forskare använt snabbfrysningsteknik. Under svetsprocessen fryses smältbadet snabbt för att uppnå det momentana tillståndet inuti nyckelhålet. Det kan tydligt ses att lasern träffar nyckelhålets främre vägg och bildar ett steg. Lasern verkar på detta stegspår och trycker smältbadet nedåt, fyller nyckelhålsgapet under laserns framåtrörelse och erhåller därmed det ungefärliga flödesriktningsdiagrammet för flödet inuti nyckelhålet i den verkliga smältbadet. Som visas i den högra figuren driver metallrekyltrycket som genereras av laserablation av flytande metall den flytande smältbadet att kringgå den främre väggen. Nyckelhålet rör sig mot smältbadets baksida, strömmar uppåt som en fontän bakifrån och träffar ytan av den smälta baksida. Samtidigt, på grund av ytspänningen (ju lägre ytspänningstemperatur, desto större stöt), dras den flytande metallen i den smälta svansen av ytspänningen mot kanten av den smälta svansen och stelnar kontinuerligt. Den flytande metallen som kan stelna i framtiden cirkulerar tillbaka ner till nyckelhålets svans, och så vidare.
Schematisk bild av lasersvetsning med djuppenetration av nyckelhål: A: Svetsriktning; B: Laserstråle; C: Nyckelhål; D: Metallånga, plasma; E: Skyddsgas; F: Nyckelhålets främre vägg (slipning före smältning); G: Horisontellt flöde av smält material genom nyckelhålets väg; H: Gränssnitt för stelning av smältbadet; I: Den nedåtgående flödesvägen för smältbadet.
Sammanfattning:
Samspelsprocessen mellan laser och material: Lasern verkar på materialets yta och producerar intensiv ablation. Materialet värms först upp, smälts och avdunstas. Under den intensiva avdunstningsprocessen rör sig metallångan uppåt för att ge smältbadet ett nedåtriktat rekyltryck, vilket resulterar i ett nyckelhål. Lasern kommer in i nyckelhålet och genomgår flera emissions- och absorptionsprocesser, vilket resulterar i en kontinuerlig tillförsel av metallånga som upprätthåller nyckelhålet. Lasern verkar huvudsakligen på nyckelhålets främre vägg, och avdunstning sker huvudsakligen på nyckelhålets främre vägg. Rekylen trycker den flytande metallen från nyckelhålets främre vägg för att röra sig runt nyckelhålet mot den smälta badets bakre del. Vätskan som rör sig med hög hastighet runt nyckelhålet kommer att stöta smältbadet uppåt och bilda upphöjda vågor. Sedan, driven av ytspänning, rör sig den mot kanten och stelnar i en sådan cykel. Stänk sker huvudsakligen vid kanten av nyckelhålsöppningen, och den flytande metallen på framväggen kommer med hög hastighet att förbi nyckelhålet och påverka positionen för den smälta badets bakre vägg.
Publiceringstid: 19 juni 2024
