Дефиниция на дефект от пръски: Пръските при заваряване се отнасят до капчици разтопен метал, изхвърлени от разтопената вана по време на процеса на заваряване. Тези капчици могат да паднат върху околната работна повърхност, причинявайки грапавост и неравности по повърхността, а също така могат да причинят загуба на качество на разтопената вана, което води до вдлъбнатини, точки на експлозия и други дефекти по повърхността на заваръчния шев, които влияят на механичните свойства на заваръчния шев.
Пръски при заваряване се отнасят до капчици разтопен метал, изхвърлени от разтопената вана по време на процеса на заваряване. Тези капчици могат да паднат върху околната работна повърхност, причинявайки грапавост и неравности по повърхността, а също така могат да причинят загуба на качество на разтопената вана, което води до вдлъбнатини, точки на експлозия и други дефекти по повърхността на заваръчния шев, които влияят на механичните свойства на заваръчния шев.
Класификация на пръските:
Малки пръски: Капчици от втвърдяване, присъстващи по ръба на заваръчния шев и по повърхността на материала, които влияят главно на външния вид и не оказват влияние върху производителността; Обикновено границата за разграничаване е капката да е по-малка от 20% от ширината на заваръчния шев;
Големи пръски: Има загуба на качество, проявяваща се като вдлъбнатини, точки на експлозия, подрязвания и др. по повърхността назаваръчен шев, което може да доведе до неравномерно напрежение и деформация, влияещи върху характеристиките на заваръчния шев. Основният фокус е върху тези видове дефекти.
Процес на възникване на пръски:
Пръскането се проявява като впръскване на разтопен метал в разтопената вана в посока, приблизително перпендикулярна на повърхността на заваръчната течност, поради голямо ускорение. Това може ясно да се види на фигурата по-долу, където колоната от течност се издига от заваръчната стопилка и се разлага на капчици, образувайки пръски.
Сцена на възникване на пръски
Лазерно заваряванесе разделя на топлопроводимо и дълбокопроникващо заваряване.
При заваряване с термична проводимост почти не се появяват пръски: Заваряването с термична проводимост включва главно пренос на топлина от повърхността на материала към вътрешността му, като по време на процеса почти не се генерират пръски. Процесът не включва силно изпаряване на метала или физически металургични реакции.
Заваряването с дълбоко проникване е основният сценарий, при който се получава пръски: Заваряването с дълбоко проникване включва лазер, достигащ директно в материала, пренасяйки топлина към материала през отвори, а реакцията на процеса е интензивна, което го прави основният сценарий, при който се получава пръски.
Както е показано на горната фигура, някои учени използват високоскоростна фотография, комбинирана с прозрачно стъкло за висока температура, за да наблюдават състоянието на движение на ключалката по време на лазерно заваряване. Може да се види, че лазерът основно удря предната стена на ключалката, избутвайки течността да тече надолу, заобикаляйки ключалката и достигайки до края на разтопената вана. Позицията, в която се приема лазерът вътре в ключалката, не е фиксирана и лазерът е във френелово абсорбционно състояние вътре в ключалката. Всъщност това е състояние на множество пречупвания и абсорбции, поддържайки съществуването на разтопената течност в вана. Позицията на лазерното пречупване по време на всеки процес се променя с ъгъла на стената на ключалката, което кара ключалката да бъде в състояние на усукващо движение. Позицията на лазерното облъчване се топи, изпарява, е подложена на сила и се деформира, така че перисталтичната вибрация се движи напред.
Горното сравнение използва прозрачно стъкло за висока температура, което всъщност е еквивалентно на напречно сечение на разтопения басейн. В крайна сметка, състоянието на потока в разтопения басейн е различно от реалното. Поради това някои учени са използвали технология за бързо замразяване. По време на процеса на заваряване, разтопеният басейн се замразява бързо, за да се получи моментално състояние вътре в отвора на ключалката. Ясно се вижда, че лазерът удря предната стена на отвора на ключалката, образувайки стъпало. Лазерът действа върху този жлеб на стъпалото, избутвайки разтопения басейн да тече надолу, запълвайки празнината в отвора на ключалката по време на движението на лазера напред и по този начин получавайки приблизителната диаграма на посоката на потока вътре в отвора на реалния разтопен басейн. Както е показано на дясната фигура, налягането на откат на метала, генерирано от лазерната аблация на течен метал, кара течния разтопен басейн да заобиколи предната стена. Отворът на ключалката се движи към опашката на разтопения басейн, изливайки се нагоре като фонтан отзад и удряйки повърхността на опашката на разтопения басейн. В същото време, поради повърхностното напрежение (колкото по-ниска е температурата на повърхностното напрежение, толкова по-голямо е въздействието), течният метал в остатъчна разтопена вана се издърпва от повърхностното напрежение, за да се движи към ръба на разтопената вана, непрекъснато втвърдявайки се. Течният метал, който може да се втвърди в бъдеще, циркулира обратно към остатъчна част на ключалката и така нататък.
Схематична диаграма на лазерно заваряване с дълбоко проникване през ключалка: A: Посока на заваряване; B: Лазерен лъч; C: Ключалка; D: Метални пари, плазма; E: Защитен газ; F: Предна стена на ключалката (предварително шлифоване); G: Хоризонтален поток на разтопен материал през пътя на ключалката; H: Граница на втвърдяване на стопилката; I: Път на потока надолу на стопилката.
Резюме:
Процес на взаимодействие между лазера и материала: Лазерът действа върху повърхността на материала, произвеждайки интензивна аблация. Материалът първо се нагрява, топи и изпарява. По време на интензивния процес на изпаряване, металните пари се движат нагоре, за да осигурят на разтопения басейн низходящо налягане на откат, което води до образуване на ключалка. Лазерът навлиза в ключалката и претърпява множество процеси на излъчване и абсорбция, което води до непрекъснато подаване на метални пари, поддържащи ключалката; Лазерът действа главно върху предната стена на ключалката, а изпарението се случва главно върху предната стена на ключалката. Налягането на отката избутва течния метал от предната стена на ключалката, за да се движи около ключалката към опашката на разтопения басейн. Течността, движеща се с висока скорост около ключалката, ще удари разтопения басейн нагоре, образувайки повдигнати вълни. След това, задвижвана от повърхностното напрежение, тя се движи към ръба и се втвърдява в такъв цикъл. Пръски се получават главно на ръба на отвора на ключалката, а течният метал на предната стена ще заобиколи ключалката с висока скорост и ще повлияе на позицията на разтопения басейн на задната стена.
Време на публикуване: 19 юни 2024 г.
