Kukwevera kweLaser Beam, ine kumhanya kwayo kukuru, kunyatsoita basa rayo uye kusabatana, inoshandiswa zvakanyanya muminda yakaita semota, ndege, uye zvishandiso zvemagetsi, kunyanya zvichiratidza mabhenefiti akasiyana mukubatanidza zvinhu zvakasiyana. Zvisinei, mitswe yekusimbisa (Solidification Cracking) inogadzirwa panguva yekukwevera ndeimwe yezvikanganiso zvikuru zvinodzivisa kushandiswa kwayo mumaindasitiri. Mitswe iyi inowanzoitika pakupera kwekusimbisa munzvimbo yekubatanidza (Fusion Zone), zvichikonzerwa nemigumisiro yakabatana yekushushikana kwekupisa, kuderera kwekusimbisa uye firimu remvura pamiganhu yezviyo, zvichideredza zvakanyanya hunhu hwemakanika uye hupenyu hwekuneta kwejoini.
1. Maitiro ekugadzira
Nzira huru yekutsemuka kwemvura inooma iri mufirimu remvura rinosara pamiganhu yezviyo pakupera kwekuoma. Munguva yekuoma, dziva rakanyungudutswa rakakamurwa kuita nzvimbo nhatu: nzvimbo yemvura yakasununguka, nzvimbo yemvura inooma, uye nzvimbo yakasimba, sezvakaratidzwa muMufananidzo 1. Munzvimbo yemvura inooma, kuyerera kwemvura kunovharwa uye hakugone kutsiva kusvuta kunokonzerwa nekuoma, zvichikonzera kupatsanurwa kwemiganhu yezviyo. Chiyero chesimba remuganhu wezviyo (γgb) kune simba rekubatanidza mvura-mvura (γsl) chinosarudza kugadzikana kwefirimu remvura: kana γgb < 2γsl, firimu remvura harina kugadzikana uye kubatana kwezviyo kunoitika; zvakasiyana, firimu remvura rinooma uye kutanga kwekutsemuka kunogona kuitika.
Uyezve, kuumbwa kwezvimedu zvekusimbisa muviri kwakabatanawo nehunhu hwesimbi hwezvinhu izvi. Zvinhu zvakasiyana zvine hunhu hwakasiyana hwekusimba, senge tembiricha yekusimba, mwero wekusimba, uye kupararira kwezvinhu zve alloy, nezvimwewo. Hunhu uhwu hunokanganisa kusimba kwezvimedu. Semuenzaniso, mune zvinhu zvine huwandu hwakawanda hwezvikamu zve eutectic zvine nzvimbo shoma yekunyunguduka, kusimba kwezvimedu zvekusimbisa muviri kwakakwira nekuti zvikamu izvi zve eutectic zvinowanzo gadzira mafirimu emvura anoenderera mberi panguva yekusimba, nokudaro zvichiwedzera kuumbwa kwezvimedu.
Munguva yemaitiro ekucheka nelaser, maparamita ekuwelda akadai sesimba relaser, kumhanya kwekuwelda, uye saizi yemapundu anewo simba pakuumbwa kwemakatsemuka ekusimba. Maparamita aya anokanganisa kupinza kwekupisa uye gradient yekupisa panguva yekuwelda, nokudaro achichinja chimiro chekusimba uye chimiro chezviyo. Semuenzaniso, simba relaser rakakwira uye kumhanya kushoma kwekuwelda zvinoguma nekupisa kwakanyanya uye kutonhora kunonoka, izvo zvinokurudzira kukura kwemakristaro ecolumnar uye zvinowedzera kunzwa kwekupwanyika. Kusiyana neizvi, simba relaser rakaderera uye kumhanya kwakanyanya kwekuwelda zvinotungamira kukudzikira kwekupisa uye kukurumidza kutonhora, zvichiita kuti kuumbwa kwemakristaro akaenzana uye kuderedza kunzwa kwekupwanyika.
2. Matanho ekudzvinyirira
Kunyatso dzvinyirira mitswe yekusimba mukatiwelding nelaser, vaongorori vakapa mazano akasiyana-siyana, ayo anonyanya kutarisa pakudzora chimiro chezviyo, kugadzirisa maparamita ekuwelda, uye kuvandudza hunhu hwezvinhu. Nekugadzirisa chimiro chezviyo, huwandu hwemiganhu yezviyo hunogona kuwedzerwa, uye huwandu hwekumanikidzwa kunogona kuderedzwa, nokudaro zvichideredza kuumbwa kwemitswe. Zvidzidzo zvakaratidza kuti nekushandisa tekinoroji ye laser beam oscillation, makristaro e columnar anogona kushandurwa kuita makristaro akanaka akaenzana pasina kuwedzera zvimwe zvinhu. Laser beam oscillation inogona kuparadzira simba re laser, zvichiita kuti dziva rakanyungudutswa rigadzire turbulence, nokudaro richityora nzira yekukura kwemakristaro e columnar uye kukurudzira kuumbwa kwemakristaro akaenzana, sezvakaratidzwa muMufananidzo 3. Pamusoro pezvo, laser beam oscillation inogonawo kuwedzera upamhi hwedziva rakanyungudutswa, kuderedza tembiricha, uye kuwedzera nguva yekusimba kwedziva rakanyungudutswa, izvo zvinobatsira kupararira kwe solutes uye kudzoreredzwa kwemafirimu emvura, nokudaro zvichideredza zvakanyanya kunzwa kwemitswe yekusimba.
Kugoverwa kwemafirimu emvura emuganhu wezviyo pasi pemhando dzakasiyana dzedziva.
Dhiyagiramu yemufananidzo wedziva rakanyungudutswa rekukwevera, a, b) pasina kutenderera, c, d) kutenderera kwedivi, e, f) kutenderera kwerefu, g, h) kutenderera kwedenderedzwa.
Pamusoro pedanda relaserTekinoroji ye oscillation, kushandisa manyuko maviri e laser ndeimwe yenzira dzinoshanda dzekudzivisa kutsemuka kwe solidification. Manyuko maviri e laser anogona kuita shanduko kubva kumakristaro e columnar kuenda kumakristaro akaenzana nekuvandudza kutenderera kwe thermal, nokudaro zvichideredza saizi ye grain uye kustrain concentration. Semuenzaniso, kana uchishandisa CO₂ laser senzvimbo huru yekupisa uye Nd:YAG pulsed laser senzvimbo yekubatsira yekupisa, kutenderera kwe thermal kwakagadziridzwa kunogona kuumbwa panguva ye welding, zvichikurudzira kuumbwa kwemakristaro akaenzana uye kuderedza kunzwa kwe kutsemuka kwe solidification, sezvakaratidzwa muMufananidzo 4.
Kugadzirisa maparamita ekuwelda inzira yakakosha yekudzora kutsemuka kwesimba. Nekugadzirisa maparamita akadai sesimba relaser, kumhanya kwekuwelda, uye saizi yemapoinzi, kupisa kunopinda uye kupenya kwekupisa panguva yekuwelda zvinogona kudzorwa, nokudaro zvichikanganisa chimiro chekusimba uye chimiro chezviyo. Zvidzidzo zvakaratidza kuti kurapwa kwekupisa kwekutanga kunogona kuderedza mwero wekutonhodza, kukurudzira kuumbwa kwemakristaro akaenzana, uye nokudaro kuderedza kunzwa kwetsemuka dzesimba, sezvakaratidzwa muMufananidzo 5. Pamusoro pezvo, nzira dzakadai sekushandisa pulsed laser welding uye kuwedzera kumhanya kwekuwelda zvinogonawo kuita shanduko kubva kumakristaro ekoramu kuenda kumakristaro akaenzana nekuchinja kupisa kwekupinda uye kutonhora kwemuchina, nokudaro zvichideredza kunzwa kwetsemuka.
Mufananidzo 5. a) Isina kupiswa, b) 300°C zviyo zvakapiswa zvakaringana.
Pakusanganisa zvinhu zvakasiyana ne lasers, nekuda kwekusiyana kukuru kwehunhu hwemuviri nemakemikari pakati pezvinhu izvi, brittle intermetallic compounds inowanzo kuumbwa, izvo zviri chimwe chezvikonzero zvikuru zvekutsemuka kwe solidification. Nokudaro, kugadzirisa ma parameters e laser uye marongero ekuderedza kuumbwa kana huwandu hwe intermetallic compounds inzira yakakosha yekudzora cracks dze solidification. Semuenzaniso, mukusanganisa ne laser zvinhu zvakasiyana ne copper-aluminium, nekudzora offset ye laser beam uye kumhanya kwe welding, mixing ratio ye copper ne aluminium mu melted pool inogona kuderedzwa, nokudaro kuderedza kuumbwa kwe brittle intermetallic compounds uye kuderedza kunzwa kwe cracks. Pamusoro pezvo, kushandisa filler materials kunogonawo kuvandudza mashandiro e welded joint uye kuderedza kuumbwa kwe cracks. Filler materials inogona kuderedza kuumbwa kwe intermetallic compounds nekuchinja composition uye microstructure ye welded joint uye kugadzirisa kuomarara kwe welded joint.
Makomba ekusimba ndeimwe yezvikanganiso zvakajairika mumaitiro ekugadzira ne laser. Maitiro avo ekuumba akaomarara uye anosanganisira kudyidzana kwezvinhu zvakawanda zvakaita sekupisa, makanika, uye simbi. Nekudzidza zvakadzama maitiro ekugadzira makomba ekusimba, hwaro hwedzidziso hunogona kupihwa hwekudzvanya makomba. Mumakore achangopfuura, vaongorori vakapa nzira dzakasiyana-siyana dzekudzvanya makomba ekusimba, ayo anonyanya kutarisa pakudzora chimiro chezviyo, kugadzirisa maparamita ekugadzira, uye kuvandudza hunhu hwezvinhu. Maitiro akaratidza kuti nzira idzi dzinogona kuderedza zvinobudirira kunzwa kwemakumbo ekusimba kusvika pamwero wakati uye kuvandudza mhando uye kuvimbika kwe laser welding. Zvisinei, nekuda kwekuoma uye kusiyana kwemaitiro ekugadzira ne laser, kuchine zvimwe zvisizvo mukutsvagisa kuripo. Semuenzaniso, kune nzira dzekudzivirira makomba ekusimba pasi pezvinhu zvakasiyana nemamiriro ekugadzira, tsvakiridzo yakadzama ichiri kudiwa.
Nguva yekutumira: Kurume-20-2025
