Lè w ap konekte asye ak aliminyòm, reyaksyon ant atòm Fe ak Al pandan pwosesis koneksyon an fòme konpoze entèmetalik frajil (IMC). Prezans IMC sa yo limite fòs mekanik koneksyon an, kidonk li nesesè pou kontwole kantite konpoze sa yo. Rezon ki fè IMC yo fòme se paske solubilite Fe nan Al a pòv. Si li depase yon sèten kantite, li ka afekte pwopriyete mekanik soudi a. IMC yo gen pwopriyete inik tankou dite, duktil ak rezistans limite, ak karakteristik mòfolojik. Rechèch yo montre ke konpare ak lòt IMC yo, kouch Fe2Al5 IMC a lajman konsidere kòm pi frajil la (11.8± Faz IMC 1.8 GPa), epi li se tou prensipal rezon pou diminisyon pwopriyete mekanik yo akòz echèk soude. Atik sa a envestige pwosesis soude lazè a distans asye IF ak aliminyòm 1050 lè l sèvi avèk yon lazè mòd bag reglabl, epi li envestige an pwofondè enfliyans fòm reyon lazè a sou fòmasyon konpoze entèmetalik ak pwopriyete mekanik yo. Lè yo ajiste rapò pouvwa nwayo/bag la, yo te jwenn ke anba mòd kondiksyon, yon rapò pouvwa nwayo/bag 0.2 ka reyalize yon pi bon sifas lyezon entèfas soude epi siyifikativman diminye epesè Fe2Al5 IMC a, kidonk amelyore rezistans tayisman jwenti a.
Atik sa a prezante enfliyans lazè mòd bag reglabl sou fòmasyon konpoze entèmetalik ak pwopriyete mekanik pandan soude lazè a distans nan asye IF ak aliminyòm 1050. Rezilta rechèch yo endike ke anba mòd kondiksyon, yon rapò pouvwa nwayo/bag 0.2 bay yon pi gwo sifas lyezon entèfas soude, ki reflete pa yon fòs tayisman maksimòm 97.6 N/mm2 (efikasite jwenti 71%). Anplis de sa, konpare ak travès Gaussyen ak yon rapò pouvwa ki pi gran pase 1, sa a siyifikativman diminye epesè konpoze entèmetalik Fe2Al5 (IMC) a pa 62% ak epesè total IMC a pa 40%. Nan mòd pèforasyon an, yo te obsève fant ak pi ba fòs tayisman konpare ak mòd kondiksyon an. Li enpòtan pou note ke yo te obsève yon rafinman grenn siyifikatif nan kouti soude a lè rapò pouvwa nwayo/bag la te 0.5.
Lè r=0, se sèlman pouvwa bouk la ki pwodui, alòske lè r=1, se sèlman pouvwa nwayo a ki pwodui.
Dyagram eskematik rapò puisans r ant yon gwo bout bwa Gaussyen ak yon gwo bout bwa anilè
(a) Aparèy soude a; (b) Pwofondè ak lajè pwofil soude a; (c) Dyagram eskematik pou montre paramèt echantiyon an ak enstalasyon an
Tès MC: Se sèlman nan ka gwo bout bwa Gaussyen an, kouti soude a okòmansman nan mòd kondiksyon sifasyal (ID 1 ak 2), epi answit li chanje nan mòd twou fèmen ki penetre pasyèlman (ID 3-5), ak fant evidan ki parèt. Lè puisans bag la ogmante soti nan 0 a 1000 W, pa te gen okenn fant evidan nan ID 7 epi pwofondè anrichisman fè a te relativman piti. Lè puisans bag la ogmante a 2000 ak 2500 W (ID 9 ak 10), pwofondè zòn rich an fè a ogmante. Fant twòp nan puisans bag 2500w (ID 10).
Tès MR: Lè puisans nwayo a ant 500 ak 1000 W (ID 11 ak 12), kouti soude a an mòd kondiksyon; Lè nou konpare ID 12 ak ID 7, byenke puisans total la (6000w) se menm bagay la, ID 7 aplike yon mòd twou bloke. Sa a se akòz diminisyon siyifikatif nan dansite puisans nan ID 12 akòz karakteristik bouk dominan an (r=0.2). Lè puisans total la rive nan 7500 W (ID 15), mòd penetrasyon konplè a ka reyalize, epi konpare ak 6000 W ki te itilize nan ID 7 la, puisans mòd penetrasyon konplè a ogmante anpil.
Tès IC: Mòd kondi (ID 16 ak 17) te rive nan yon puisans nwayo 1500w ak yon puisans bag 3000w ak 3500w. Lè puisans nwayo a se 3000w epi puisans bag la ant 1500w ak 2500w (ID 19-20), fant vizib parèt nan entèfas ant fè rich la ak aliminyòm rich la, sa ki fòme yon modèl ti twou ki penetran lokalman. Lè puisans bag la se 3000 ak 3500w (ID 21 ak 22), mòd twou kle a rive nan yon penetrasyon konplè.
Imaj reprezantatif kwa-seksyonèl chak idantifikasyon soude anba yon mikwoskòp optik
Figi 4. (a) Relasyon ki genyen ant fòs tansyon final la (UTS) ak rapò puisans nan tès soude yo; (b) Puisans total tout tès soude yo
Figi 5. (a) Relasyon ant rapò aspè ak UTS; (b) Relasyon ant ekstansyon ak pwofondè penetrasyon ak UTS; (c) Dansite puisans pou tout tès soudaj yo
Figi 6. (ac) Kat kontou endantasyon mikwodite Vickers; (df) Espèk chimik SEM-EDS korespondan pou soude mòd kondiksyon reprezantatif; (g) Dyagram eskematik entèfas ant asye ak aliminyòm; (h) Fe2Al5 ak epesè total IMC soude mòd kondiktif yo.
Figi 7. (ac) Kat kontou endantasyon mikwodite Vickers; (df) Espèk chimik SEM-EDS ki koresponn pou soudaj mòd pèforasyon penetrasyon lokal reprezantatif.
Figi 8. (ac) Kat kontou endantasyon mikwodite Vickers; (df) Espèk chimik SEM-EDS ki koresponn pou soudaj mòd pèforasyon penetrasyon konplè reprezantatif.
Figi 9. Graf EBSD a montre gwosè grenn rejyon rich an fè a (plak anwo a) nan tès mòd pèforasyon penetrasyon konplè a, epi li mezire distribisyon gwosè grenn nan.
Figi 10. Espèk SEM-EDS nan entèfas ki genyen ant fè rich ak aliminyòm rich
Etid sa a te envestige efè lazè ARM sou fòmasyon, mikwoestrikti, ak pwopriyete mekanik IMC nan jwenti soude diferan ki fèt ak alyaj aliminyòm IF asye-1050. Etid la te konsidere twa mòd soude (mòd kondiksyon, mòd pénétration lokal, ak mòd pénétration konplè) ak twa fòm reyon lazè yo te chwazi (reyon Gaussyen, reyon anilè, ak reyon anilè Gaussyen). Rezilta rechèch yo endike ke seleksyon rapò pouvwa ki apwopriye pou reyon Gaussyen ak reyon anilè a se yon paramèt kle pou kontwole fòmasyon ak mikwoestrikti kabòn modal entèn lan, kidonk maksimize pwopriyete mekanik soude a. Nan mòd kondiksyon, yon reyon sikilè ak yon rapò pouvwa 0.2 bay pi bon fòs soude (71% efikasite jwenti). Nan mòd pèforasyon an, reyon Gaussyen an pwodui yon pi gwo pwofondè soude ak yon pi gwo rapò aspè, men entansite soude a redwi anpil. Reyon anilè a ak yon rapò pouvwa 0.5 gen yon enpak siyifikatif sou rafinman grenn bò asye yo nan kouti soude a. Sa a se akòz tanperati pik ki pi ba nan travès anilè a ki mennen nan yon vitès refwadisman ki pi rapid, ak efè restriksyon kwasans migrasyon solute Al nan direksyon pati siperyè kouti soudi a sou estrikti grenn nan. Gen yon korelasyon fò ant mikwodite Vickers ak prediksyon Thermo Calc sou pousantaj volim faz. Plis pousantaj volim Fe4Al13 la gwo, se plis mikwodite a wo.
Dat piblikasyon: 25 janvye 2024
