Penyebab dan penyelesaian untuk berlakunya liang semasa kimpalan laser
1. Jenis keliangan
Porositas dalam kimpalan laser biasanya ditunjukkan dalam tiga bentuk utama: keliangan hidrogen, keliangan nitrogen, dan keliangan co . porositas hidrogen muncul sebagai lompang sfera yang kecil dengan Pada permukaan kimpalan . porositas Co, biasa dalam kimpalan penetrasi dalam, mempamerkan bentuk tadpole seperti tadpole yang tersendiri dengan ekor trailing, biasanya terdapat di bahagian kimpalan tebal .
2. Penyebab utama dan langkah pembetulan
Masalah gas melindungi
Perlindungan gas pelindung yang tidak mencukupi adalah penyebab utama keliangan . kekotoran dalam gas (seperti tahap oksigen melebihi 50 ppm dalam argon) atau kadar aliran yang tidak wajar boleh membolehkan pencemaran atmosfera {}}. argon (99 . 999%), mengoptimumkan aliran gas (biasanya 8-15 l/min, dengan kadar yang lebih tinggi untuk logam reaktif seperti aluminium), dan memastikan penjajaran muncung yang betul {{11} Perlindungan selanjutnya meningkatkan.
Pencemaran permukaan bahan
Minyak, gris, lapisan oksida, atau salutan di permukaan bahan kerja boleh memperkenalkan unsur-unsur pembentuk gas ke dalam kolam kimpalan . sebagai contoh, lapisan oksida aluminium (al₂o₃) cair pada 2050 darjah -far di atas point-points zon yang tidak lengkap {5} Menguap pada 907 darjah, mencipta keliangan . pembersihan pra-kimpalan melalui lelasan mekanikal diikuti oleh pelarut degreasing (E . g ., mandi aseton ultrasonik) (150-200 darjah) Mengurangkan intensiti pengewapan .
Parameter kimpalan yang tidak betul
Kuasa laser yang berlebihan boleh menyebabkan keruntuhan lubang kekerasan, memerangkap gas, sementara kuasa yang tidak mencukupi mungkin gagal sepenuhnya menembusi bahan . kelajuan perjalanan juga memainkan peranan kritikal-terlalu cepat, dan gelembung gas tidak dapat melarikan diri; Terlalu lambat, dan input haba yang berlebihan membesarkan kolam cair, meningkatkan kelarutan gas . parameter optimum berbeza -beza mengikut bahan tetapi sering melibatkan kuasa mengimbangi (e . g ., 800w untuk keluli tahan karat 1mm), Melaksanakan kuasa ramp-up pada permulaan kimpalan dapat meminimumkan ketidakstabilan .
Ketidakstabilan Keyhole dalam Kimpalan Penetrasi Deep
Dalam kimpalan laser kuasa tinggi, lubang kunci (saluran wap yang dibentuk oleh ablation laser) boleh runtuh secara tidak dapat diramalkan, memerangkap strategi pengurangan gas . termasuk mengurangkan ketumpatan kuasa (e . 0 . 2-0 . 4mm) atau memperkenalkan wayar pengisi (e . g ., er4043 aluminium wire, yang menyerap hidrogen). Oscillation Beam (50Hz, amplitud 1mm) menggalakkan aliran logam yang lebih baik dan melarikan diri gas.
Faktor alam sekitar dan material
Kelembapan ambien memperkenalkan hidrogen melalui pemisahan wap air, memburukkan keliangan dalam logam hygroscopic seperti aluminium dan magnesium . kelembapan bengkel (<40%) and pre-drying materials (120°C for 1–2 hours) are effective countermeasures. Material composition also matters: aluminum's hydrogen solubility drops sharply during solidification, while sulfur/phosphorus in stainless steel forms low-melting compounds that trap gas. Using low-impurity filler metals (e.g., 5083 aluminum) or grain-refining additives (yttrium/zirconium) can improve results.
3. Pengesanan dan pemulihan
Pre-weld material analysis (spectroscopy for O/H/S content) and real-time process monitoring (high-speed cameras to observe melt pool dynamics) help prevent porosity. Post-weld inspection via X-ray radiography detects sub-surface voids (>0 . 1mm) . Untuk pembaikan, pengisaran setempat diikuti oleh rewelding laser kuasa rendah sering berjaya, dengan syarat oksida permukaan dikeluarkan sepenuhnya.
4. Teknik Mitigasi Lanjutan
Dalam aplikasi kritikal, kimpalan laser vakum (10⁻³pa) menghapuskan gangguan gas sepenuhnya, walaupun kos-pelarasan kos untuk kebanyakan industri . kimpalan yang dibantu ultrasonik (getaran 20kHz) (E . g ., laserdyne IPG) membolehkan pelarasan parameter masa nyata dengan menganalisis pelepasan kimpalan .
Kesimpulan
Kawalan keliangan memerlukan pendekatan yang sistematik-mengoptimumkan perisai, kebersihan, parameter, dan persekitaran . dengan melaksanakan langkah-langkah ini, kadar kecacatan dapat memenuhi piawaian yang ketat (E . g ..<0.5% for automotive welds). Documenting procedures in a Welding Procedure Specification (WPS) ensures consistency across production runs.
-- Rayther Laser Camila Wang