01
Qog'ozning diqqatga sazovor joylari
Ultra{0}}yuqori-kuchli lazerlar yuqori samaradorlik va arzon narx kabi afzalliklarni taqdim etib, qalin qismlarni bir martalik{2}}payvandlash imkonini beradi; ammo dumg'aza nuqsonlarining paydo bo'lishi ularni amaliy qo'llashga to'sqinlik qiladi. Ushbu tadqiqot 20 mm qalinlikdagi zanglamaydigan po'latdan yuqori-sifatli-bir martalik payvandlashni muvaffaqiyatli amalga oshirib, ko't{5}}bo'g'im interfeyslarining sirt teksturasiga asoslangan dumba nuqsonlarini bostirish usulini taklif qiladi. Sirt mikrotuzilmasi xususiyatlarini o'z ichiga olgan Hisoblash suyuqliklari dinamikasi (CFD) modeli yaratildi va uning simulyatsiya natijalari eksperimental ma'lumotlarga yaxshi mos kelishini ko'rsatdi. Yuzaki tekstura ikkita asosiy to'g'ridan-to'g'ri ta'sir ko'rsatadi: u eritilgan hovuzning kengayishiga yordam beradi va lazer energiyasini singdirishni kuchaytiradi va shu bilan kalit teshigining-kirish mumkin bo'lmagan holatdan o'tish holatiga o'tishini osonlashtiradi. Kalit teshigi devorlari yaqinidagi eritilgan metall yuqori tangensial tezliklarni namoyon qiladi va bir vaqtning o'zida eritmaning pastga oqimini inhibe qiladi; bundan tashqari, erigan hovuz tubida past{13}}tezlik zonasining yoʻqligi sirt{14}}tarangligi-orqaga surilgan-yonadagi eritma qisqarishini taʼminlaydi va shu bilan dumgʻaza nuqsonlari paydo boʻlishini bostiradi. Olingan payvand choklari nozik donalar va past burchakli chegaralarning yuqori nisbati-bo‘lib, mukammal cho‘zilish kuchi va cho‘zilish xususiyatiga ega. Payvand choki mikrotuzilmasidagi o'zgarishlar eritilgan suv havzasi tomonidan sodir bo'lgan kuchliroq termal tsikllardan kelib chiqadi, mexanik xususiyatlarning yaxshilanishi esa, birinchi navbatda, chok hosil bo'lishining yaxshilangan sifati bilan bog'liq. Bu usul payvandlash jarayonida qo‘shimcha yordamchi uskunani talab qilmaydi, bu esa qalin qismlarni ishlab chiqarishda ultra{21}}yuqori- lazerli bir martalik payvandlashni sanoatda qo‘llash uchun yuqori istiqbolli yechimni taklif etadi.
02
**To'liq matnli sharh**
Qalin plastinalarni ultra-yuqori-kuchli lazerli bir martalik-payvandlash bilan bog'liq muammolarni hal qilish-xususan, uning yuqori samaradorligi va arzonligiga qaramay, "qo'zg'alish" nuqsonlariga moyilligi va mavjud bo'stirish usullarining qo'shimcha mikrostrukturalarni o'rganish uchun qo'shimcha qurilmalarga bog'liqligi{{4}5} Eksperimental material sifatida 20 mm qalinlikdagi 316L ostenitik zanglamaydigan po'latdan foydalanilgan-bo'g'inlar-bo'g'imlari. Har xil parametrlarga ega sirt mikro tuzilmalari impulsli lazerli grid skanerlash orqali yaratilgan (tuzilmalanmagan boshqaruv guruhi uchun P-0 deb belgilangan, bu erda barcha parametrlar nolga oʻrnatilgan; va har bir mikrostrukturaning skanerlangan guruhlari uchun P-1 dan P{20}}4 gacha boʻlgan- 0,1 mm, lekin lazer kuchi va impuls chastotasida farqlanadi). Bundan tashqari, sirt mikro tuzilma xususiyatlarini oʻzida mujassam etgan CFD modeli yaratildi va tadqiqot lazer konfokal mikroskopiya, elektronning teskari tarqalish difraksiyasi (EBSD), valentlik sinovi va yuqori tezlikdagi tasvirni oʻz ichiga olgan keng qamrovli texnikalar majmuasi yordamida oʻtkazildi. Tajriba natijalari shuni ko'rsatadiki, P{29}}2 parametr guruhi (lazer quvvati: 90 Vt; impuls chastotasi: 100 Gts) tebranish nuqsonlarini samarali bostiradi va shu bilan yuqori sifatli bir martalik payvandlashga erishadi. Asosiy mexanizm sirt mikro tuzilmasini o'z ichiga oladi, bu eritmalar hovuzining kengayishiga va lazer energiyasini yutilishiga yordam beradi va shu bilan kalit teshigining-o'tmaydigan holatdan o'tish holatiga o'tishini osonlashtiradi. Bu o'tish erigan metallning kalit teshigi devorlari yaqinidagi tangensial tezligini oshiradi, eritmaning pastga oqimini inhibe qiladi va eritma hovuzining pastki qismida past tezlik zonalarini yo'q qiladi. Shu bilan birga, payvand choki mikrotuzilmasi donning tozalanishini va past burchakli don chegaralarining kamaytirilgan nisbatini namoyish etadi; demak, cho'zilish kuchi va cho'zilish mos ravishda asosiy metall qiymatlarining 96% va 65% ga etadi. Ushbu usul yuqori moslashuvchanlik va ko'p qirralilikni ta'minlovchi qo'shimcha yordamchi uskunalarni talab qilmaydi va qalin plitalarni ultra yuqori quvvatli lazerli payvandlashni sanoatda qo'llash uchun maqbul echimni taqdim etadi. Shu bilan birga, tadqiqot, shuningdek, qo'shimcha ishlov berish bosqichiga bo'lgan talab va aniq materiallar va optimal sirt pürüzlülüğü o'rtasida aniq belgilangan korrelyatsiyaning yo'qligi kabi ma'lum cheklovlarni tan oladi, bu kelajakda qo'shimcha tadqiqotlar va takomillashtirish zarurligini ko'rsatadi.
03
Vizual tahlil
1-rasmda P{4}}0 (a, f) namunasi yuzasi hech qanday mikroyapı ko'rsatmasligi, butunlay silliq va tekis ko'rinishini ko'rsatadi. Namuna P-1 (b, g)-kam quvvat va yuqori skanerlash tezligi (45 Vt, 150 Gts) yordamida qayta ishlangan-baliqlar miqyosidagi{16}}erituvchi hovuzlarga o‘xshash (Ra=6.23 mkm). 90 Vt va 100 Gts chastotada ishlangan P-2 (c, h)-namuna -uzluksiz, to‘lqinli{31}}o‘yiqlarni (Ra=10.43 mkm) ko‘rsatadi, hech qanday chayqalishsiz. Yuqori quvvat darajasida (120 Vt) qayta ishlangan P-3 (d, i) va P-4 (e, j) namunalari mos ravishda 20,48 mkm va 26,43 mkm gacha bo'lgan Ra qiymatlarini ko'rsatadi, bu chuqur oluklar va chayqaladigan zarrachalar mavjudligi bilan tavsiflanadi. Ushbu natijalar P-2 guruhining mikro tuzilmalari o'rtacha pürüzlülükga ega ekanligini ko'rsatadi; bu konfiguratsiya lazer energiyasining so'rilishini samarali ta'minlaydi va bir vaqtning o'zida ortiqcha bo'shliqlardan qochadi va shu bilan tebranish nuqsonlarini bostirish uchun mustahkam poydevor yaratadi. Bundan farqli o'laroq, P-0 namunasi - sirt tuzilishi bilan ishlov berishdan o'tmagan - bu foydali ta'sirga erisha olmaydi.
04
Xulosa
Ushbu tadqiqot 20 mm qalinlikdagi 316 l zanglamaydigan po'latdan bir martalik o'tish, ultra-yuqori{3}}kuchli lazer yordamida payvandlashda "dumg'aza" nuqsonlarini muvaffaqiyatli bostirishga muvaffaq bo'ladigan dumba bo'g'inlari uchun sirt mikro tuzilmasini taklif qiladi. Ushbu yondashuv qo'shimcha yordamchi uskunalarsiz{7}}yuqori sifatli bo'g'inlarni ishlab chiqarish imkonini beradi. Usul bo'g'in yuzasida o'rtacha pürüzlü mikro tuzilmalarni (lazer nuqtasi diametrining 1/15 dan 2/15 gacha bo'lgan ko't bo'shlig'i bilan) hosil qilish uchun impulsli lazerdan foydalanadi. Bir tomondan, bu payvand chokining kengayishiga yordam beradi va lazer energiyasini singdirishni kuchaytiradi va shu bilan kalit teshigining yopiq holatdan barqaror, to'liq kirib boradigan holatga o'tishini osonlashtiradi. Boshqa tomondan, Marangoni effektidan foydalanib, u kalit teshigi devorlari yaqinida erigan metallning tangensial tezligini oshiradi va shu bilan eritmaning pastga qarab oqishini inhibe qiladi va payvand chovgi tubidagi past tezlik zonalarini yoʻq qiladi, bu esa bazada eritma toʻplanishini tubdan kamaytiradi. Bundan tashqari, sirt mikro tuzilmasi payvand chokini yuqori cho‘qqi haroratlariga ta’sir qiladi va yuqori haroratlarda cho‘zilish vaqtini uzaytiradi, bu esa donning tozalanishiga olib keladi. Oxir oqibat, bu mexanik xususiyatlarning yaxshilanishiga olib keladi, qo'shilishning kuchlanish kuchi va cho'zilishi asosiy metall qiymatlarining mos ravishda 96% va 65% ga etadi. Vakuum-yordamida yoki elektromagnit yordamida-anʼanaviy texnikalar bilan solishtirganda, bu yondashuv yuqori moslashuvchanlik va keng qoʻllanilishini taʼminlaydi; nazariy jihatdan, u turli xil materiallar qalinligi bo'ylab uzun tikuvlar va kavisli sirtlarni birlashtirish uchun javob beradi. Shu bilan birga, ma'lum cheklovlar qolmoqda, shu jumladan qo'shimcha ishlov berish bosqichlari talabi va muayyan materiallar va ularning optimal sirt pürüzlülüğü parametrlari o'rtasida aniq belgilangan korrelyatsiyalarning yo'qligi; shuning uchun kelajakdagi tadqiqotlar mikro tuzilmalarni yaratish jarayoni samaradorligini yanada optimallashtirishga qaratilishi kerak.
