Lazer qaynaqında məsaməlilik bərkimiş qaynaq metalında sıxılmış qazla dolu boşluqlar kimi müəyyən edilən kritik qüsurdur. O, bilavasitə mexaniki bütövlüyü, qaynaq gücü və yorğunluq müddətini pozur. Bu bələdçi ən təsirli təsir azaltma strategiyalarını təsvir etmək üçün qabaqcıl şüa formalaşması və süni intellektlə idarə olunan prosesə nəzarət üzrə ən son tədqiqatların nəticələrini özündə birləşdirən birbaşa, həllər üçün ilk yanaşmanı təqdim edir.
Məsaməliliyin təhlili: Səbəblər və Təsirlər
Məsaməlilik tək mexanizmli qüsur deyil; sürətli qaynaq prosesi zamanı bir neçə fərqli fiziki və kimyəvi hadisədən qaynaqlanır. Bu kök səbəbləri anlamaq effektiv profilaktika üçün vacibdir.
İlkin Səbəblər
Səthin çirklənməsi:Bu, metallurgiya məsaməliliyinin ən çox yayılmış mənbəyidir. Nəmlik, yağlar və yağlar kimi çirkləndiricilər hidrogenlə zəngindir. Lazerin intensiv enerjisi altında bu birləşmələr parçalanır və ərimiş metala elementar hidrogeni vurur. Qaynaq hövzəsi sürətlə soyuduqca və bərkidikcə, hidrogenin həllolma qabiliyyəti aşağı düşür və onu məhluldan çıxararaq incə, sferik məsamələr əmələ gətirir.
Açar deliğinin qeyri-sabitliyi:Bu, prosesin məsaməliliyinin əsas sürücüsüdür. Səs qaynağı üçün sabit açar deliği vacibdir. Proses parametrləri optimallaşdırılmadıqda (məsələn, qaynaq sürəti lazer gücü üçün çox yüksəkdir), açar dəliyi dalğalana bilər, qeyri-sabit ola bilər və bir anlıq çökə bilər. Hər bir çökmə yüksək təzyiqli metal buxarının və qoruyucu qazın cibini ərimiş hovuzun içində saxlayır və nəticədə böyük, qeyri-müntəzəm formalı boşluqlar yaranır.
Qeyri-adekvat qazdan qorunma:Qoruyucu qazın məqsədi ətrafdakı atmosferi sıxışdırmaqdır. Əgər axın qeyri-kafi olarsa və ya həddindən artıq axın havanı çəkən turbulentliyə səbəb olarsa, atmosfer qazları - ilk növbədə azot və oksigen - qaynağı çirkləndirəcək. Oksigen asanlıqla ərintidə bərk oksidlər əmələ gətirir, azot isə məsamələr şəklində tutula bilər və ya kövrək nitrid birləşmələri əmələ gətirə bilər, hər ikisi qaynağın bütövlüyünü pozur.
Zərərli təsirlər
Azaldılmış Mexanik Xüsusiyyətlər:Məsamələr qaynağın yükdaşıyan kəsik sahəsini azaldır və birbaşa onun Son Dartma Gücünü azaldır. Daha tənqidi olaraq, onlar yük altında metalın vahid plastik deformasiyasının qarşısını alan daxili boşluqlar kimi çıxış edirlər. Materialın davamlılığının bu itkisi çevikliyi əhəmiyyətli dərəcədə azaldır, qaynaq tikişini daha kövrək və qəfil qırılmaya meylli edir.
Təhlükəli Yorğunluq Ömrü:Bu, çox vaxt ən kritik nəticədir. Məsamələr, xüsusilə kəskin küncləri olanlar, güclü stress konsentratlarıdır. Komponent dövri yüklənməyə məruz qaldıqda, məsamə kənarındakı gərginlik hissədəki ümumi gərginlikdən dəfələrlə yüksək ola bilər. Bu lokallaşdırılmış yüksək gərginlik, hər dövrə ilə böyüyən mikro çatlara səbəb olur və materialın nominal statik gücündən çox aşağı yorğunluq uğursuzluğuna səbəb olur.
Artan korroziyaya həssaslıq:Məsamə səthi qırdıqda, yarıqların korroziyasına səbəb olur. Məsamə içərisindəki kiçik, durğun mühit ətrafdakı səthdən fərqli kimyəvi tərkibə malikdir. Bu fərq, lokallaşdırılmış korroziyanı aqressiv şəkildə sürətləndirən elektrokimyəvi hüceyrə yaradır.
Sızma yollarının yaradılması:Batareya qapaqları və ya vakuum kameraları kimi hermetik möhür tələb edən komponentlər üçün məsaməlilik dərhal uğursuzluq vəziyyətidir. Daxili səthdən xarici səthə qədər uzanan tək bir məsamə mayelərin və ya qazların sızması üçün birbaşa yol yaradır və komponenti yararsız hala gətirir.
Gözenekliliyin aradan qaldırılması üçün təsirli təsirlərin azaldılması strategiyaları
1. Əsas Prosesə Nəzarət
Səthin diqqətlə hazırlanması
Bu gözenekliliyin əsas səbəbidir. Qaynaqdan dərhal əvvəl bütün səthlər və doldurucu materiallar hərtərəfli təmizlənməlidir.
Solventlə Təmizləmə:Bütün qaynaq səthlərini hərtərəfli təmizləmək üçün aseton və ya izopropil spirt kimi həlledicilərdən istifadə edin. Bu kritik bir addımdır, çünki karbohidrogen çirkləndiriciləri (yağlar, yağlar, kəsici mayelər) lazerin güclü istiliyi altında parçalanır və hidrogeni birbaşa ərinmiş qaynaq hovuzuna vurur. Metal sürətlə bərkidikcə, bu sıxılmış qaz qaynaq gücünü aşağı salan incə gözeneklilik yaradır. Həlledici bu birləşmələri həll etməklə işləyir və qaynaqdan əvvəl onların tamamilə silinməsinə imkan verir.
Diqqət:Xlorlu həlledicilərdən qaçın, çünki onların qalıqları təhlükəli qazlara parçalana və kövrəkliyə səbəb ola bilər.
Mexanik Təmizləmə:Paslanmayan poladlar üçün xüsusi paslanmayan polad məftil fırçası və ya qalın oksidləri çıxarmaq üçün karbid burr istifadə edin. Ahəsr olunmuşfırça çarpaz çirklənmənin qarşısını almaq üçün vacibdir; məsələn, paslanmayan polad üzərində karbon polad fırçasından istifadə edərək, sonradan paslanacaq və qaynaq yerini pozacaq dəmir hissəcikləri yerləşdirə bilər. Karbid burr qalın, sərt oksidlər üçün lazımdır, çünki o, təbəqəni fiziki olaraq kəsmək və altındakı təzə, təmiz metalı ifşa etmək üçün kifayət qədər aqressivdir.
Dəqiq birləşmələrin dizaynı və bərkidilməsi
Həddindən artıq boşluqları olan zəif quraşdırılmış birləşmələr gözenekliliyin birbaşa səbəbidir. Başlıqdan axan qoruyucu qaz, boşluğun dərinliklərində sıxışdırılmış atmosferi etibarlı şəkildə sıxışdıra bilməz və bu, onun qaynaq hovuzuna çəkilməsinə imkan verir.
Təlimat:Birgə boşluqlar materialın qalınlığının 10% -dən çox olmamalıdır. Bunun aşılması qaynaq hovuzunu qeyri-sabit edir və qoruyucu qazın qorunmasını çətinləşdirir, qazın tutulma ehtimalını artırır. Bu vəziyyəti qorumaq üçün dəqiq fiksasiya vacibdir.
Sistematik Parametrlərin Optimallaşdırılması
Lazer gücü, qaynaq sürəti və fokus mövqeyi arasındakı əlaqə proses pəncərəsi yaradır. Bu pəncərə sabit açar deşiyi yaratması üçün təsdiqlənməlidir. Qeyri-sabit açar dəliyi qaynaq zamanı buxarlanmış metal qabarcıqlarını və qoruyucu qazı saxlayaraq ara-sıra çökə bilər.
2. Strateji Qoruyucu Qazın Seçilməsi və Nəzarəti
Material üçün düzgün qaz
Arqon (Ar):Sıxlığı və aşağı qiymətinə görə əksər materiallar üçün inert standartdır.
Azot (N2):Azot məsaməliliyinin qarşısını ala bilən ərimiş fazada yüksək həll olması səbəbindən bir çox polad üçün yüksək effektivdir.
Nüans:Son tədqiqatlar təsdiqləyir ki, azotla gücləndirilmiş ərintilər üçün qoruyucu qazda həddindən artıq N2, möhkəmliyə təsir edən zərərli nitridin çökməsinə səbəb ola bilər. Diqqətli tarazlıq çox vacibdir.
Helium (He) və Ar/He Qarışıqları:Mis və alüminium ərintiləri kimi yüksək istilik keçiriciliyi olan materiallar üçün vacibdir. Heliumun yüksək istilik keçiriciliyi daha isti, daha maye qaynaq hovuzu yaradır ki, bu da qazsızlaşdırmaya əhəmiyyətli dərəcədə kömək edir və istilik nüfuzunu yaxşılaşdırır, məsaməlik və ərimə çatışmazlığı qüsurlarının qarşısını alır.
Düzgün axın və əhatə dairəsi
Qeyri-kafi axın qaynaq hovuzunu atmosferdən qoruya bilmir. Əksinə, həddindən artıq axın ətrafdakı havanı aktiv şəkildə çəkən və onu qoruyucu qazla qarışdıran, qaynağı çirkləndirən turbulentlik yaradır.
Tipik axın sürətləri:Xüsusi tətbiqə uyğunlaşdırılmış koaksial nozzilər üçün 15-25 Litr/dəq.
3.Dinamik Şüa Formalaşdırma ilə Qabaqcıl Azaltma
Çətin tətbiqlər üçün dinamik şüa formalaşdırılması ən müasir texnikadır.
Mexanizm:Sadə salınım (“yırğalanma”) effektiv olsa da, son tədqiqatlar təkmil, qeyri-dairəvi nümunələrə (məsələn, sonsuzluq döngəsi, rəqəm-8) diqqət yetirir. Bu mürəkkəb formalar ərimə hovuzunun maye dinamikası və temperatur qradiyenti üzərində üstün nəzarəti təmin edir, açar dəliyini daha da sabitləşdirir və qazın çıxması üçün daha çox vaxt verir.
Praktik Mülahizə:Dinamik şüa formalaşdırma sistemlərinin tətbiqi əhəmiyyətli kapital qoyuluşu deməkdir və prosesin qurulmasına mürəkkəblik əlavə edir. Məsaməliliyə nəzarətin tamamilə vacib olduğu yüksək dəyərli komponentlər üçün istifadəsini əsaslandırmaq üçün hərtərəfli xərc-fayda təhlili lazımdır.
4. Material-xüsusi təsirin azaldılması strategiyaları
Alüminium ərintiləri:Nəmlənmiş səth oksidindən hidrogen məsaməliliyinə meyllidir. Aqressiv deoksidləşmə və ərimə hovuzunun axıcılığını artırmaq üçün çox vaxt tərkibində helium olan aşağı şeh nöqtəli (< -50°C) qoruyucu qaz tələb edir.
Sinklənmiş Çeliklər:Sinkin partlayıcı buxarlanması (qaynama nöqtəsi 907°C) əsas problemdir. 0,1-0,2 mm-lik dizayn edilmiş havalandırma boşluğu ən təsirli strategiya olaraq qalır. Bunun səbəbi poladın ərimə nöqtəsinin (~1500°C) sinkin qaynama nöqtəsindən xeyli yüksək olmasıdır. Boşluq yüksək təzyiqli sink buxarı üçün mühüm bir çıxış yolunu təmin edir.
Titan ərintiləri:Həddindən artıq reaktivlik, aerokosmik standart AWS D17.1 tərəfindən tələb olunduğu kimi mütləq təmizlik və geniş inert qazdan qorunma (arxa və arxa qalxan) tələb edir.
Mis ərintiləri:Yüksək istilik keçiriciliyi və infraqırmızı lazerlərə yüksək əks etdirmə qabiliyyətinə görə çox çətin. Gözeneklilik tez-tez natamam qaynaşma və sıxılmış qazdan qaynaqlanır. Zərərlərin azaldılması yüksək enerji sıxlığı tələb edir, tez-tez enerji birləşməsini və ərimə hovuzunun axıcılığını yaxşılaşdırmaq üçün heliumla zəngin qoruyucu qazdan və əriməni əvvəlcədən qızdırmaq və idarə etmək üçün təkmil şüa formalarından istifadə edir.
İnkişaf etməkdə olan Texnologiyalar və Gələcək İstiqamətlər
Sahə statik nəzarətdən kənar sürətlə dinamik, ağıllı qaynağa doğru irəliləyir.
AI ilə işləyən Yerdə Monitorinq:Ən əhəmiyyətli son tendensiya. Maşın öyrənmə modelləri indi koaksial kameralar, fotodiodlar və akustik sensorlardan real vaxt məlumatları təhlil edir. Bu sistemlər gözenekliliyin başlanğıcını proqnozlaşdıra və ya operatoru xəbərdar edə bilər, ya da qabaqcıl quraşdırmalarda qüsurun yaranmasının qarşısını almaq üçün lazer parametrlərini avtomatik tənzimləyə bilər.
İcra Qeydi:Güclü olsa da, bu süni intellektlə idarə olunan sistemlər sensorlara, məlumatların toplanması aparatına və modellərin hazırlanmasına əhəmiyyətli ilkin investisiya tələb edir. Onların sərmayənin qaytarılması ən yüksək həcmli, kritik komponentli istehsalda olur, burada uğursuzluq dəyəri həddindən artıqdır.
Nəticə
Lazer qaynaqında məsaməlilik idarə oluna bilən qüsurdur. Təmizliyin əsas prinsiplərini və parametrlərə nəzarəti dinamik şüa formalaşması və süni intellektlə işləyən monitorinq kimi ən müasir texnologiyalarla birləşdirərək istehsalçılar etibarlı şəkildə qüsursuz qaynaq tikə bilərlər. Qaynaqda keyfiyyət təminatının gələcəyi real vaxt rejimində keyfiyyəti izləyən, uyğunlaşdıran və təmin edən bu ağıllı sistemlərdədir.
Tez-tez verilən suallar (FAQ)
S1: Lazer qaynaqında məsaməliyin əsas səbəbi nədir?
Cavab: Ən ümumi səbəb buxarlanan və hidrogen qazını qaynaq hovuzuna daxil edən səthin çirklənməsidir (yağlar, rütubət).
2-ci sual: Necəto alüminium qaynaqda məsaməliliyin qarşısını alır?
Cavab: Ən kritik addım yüksək təmizlikli, aşağı şeh nöqtəli qoruyucu qazla birləşdirilmiş, çox vaxt tərkibində helium olan nəmlənmiş alüminium oksid təbəqəsini çıxarmaq üçün qaynaqdan əvvəl aqressiv təmizləmədir.
3-cü sual: Məsaməlik və şlak daxilolması arasındakı fərq nədir?
A: Məsaməlik qaz boşluğudur. Şlak daxilolması sıxılmış qeyri-metal bərk maddədir və adətən açar deşikli lazer qaynağı ilə əlaqəli deyil, baxmayaraq ki, bu, müəyyən axınlar və ya çirklənmiş doldurucu materialları ilə lazer keçirici qaynaqda baş verə bilər.
S4: Poladda məsaməliyin qarşısını almaq üçün ən yaxşı qoruyucu qaz hansıdır?
A: Arqon ümumi olsa da, Azot (N2) yüksək həll qabiliyyətinə görə bir çox polad üçün çox vaxt üstündür. Bununla belə, müəyyən inkişaf etmiş yüksək möhkəmlikli poladlar üçün nitridin əmələ gəlməsi potensialı qiymətləndirilməlidir.
Göndərmə vaxtı: 25 iyul 2025-ci il
