Definicja wady rozpryskowej: Rozpryski podczas spawania odnoszą się do kropelek stopionego metalu wyrzucanych z jeziorka stopionego podczas procesu spawania. Krople te mogą spadać na otaczającą powierzchnię roboczą, powodując szorstkość i nierówności na powierzchni, a także mogą powodować utratę jakości jeziorka stopionego, powodując wgniecenia, punkty wybuchu i inne defekty na powierzchni spoiny, które wpływają na właściwości mechaniczne spoiny .
Rozpryski podczas spawania odnoszą się do kropelek stopionego metalu wyrzucanych z jeziorka stopionego podczas procesu spawania. Krople te mogą spadać na otaczającą powierzchnię roboczą, powodując szorstkość i nierówności na powierzchni, a także mogą powodować utratę jakości jeziorka stopionego, powodując wgniecenia, punkty wybuchu i inne defekty na powierzchni spoiny, które wpływają na właściwości mechaniczne spoiny .
Klasyfikacja rozprysków:
Małe odpryski: Krople krzepnięcia obecne na krawędzi spoiny i na powierzchni materiału, wpływające głównie na wygląd i niemające wpływu na wydajność; Ogólnie rzecz biorąc, granicą rozróżnienia jest to, że kropla jest mniejsza niż 20% szerokości wtopienia szwu spawalniczego;
Duże odpryski: Na powierzchni spoiny następuje utrata jakości objawiająca się wgnieceniami, punktami eksplozji, podcięciami itp., co może prowadzić do nierównomiernych naprężeń i odkształceń, wpływających na jakość spoiny. Główny nacisk położony jest na tego typu defekty.
Proces występowania rozprysków:
Rozpryski objawiają się wtryskiwaniem roztopionego metalu do jeziorka roztopionego w kierunku w przybliżeniu prostopadłym do powierzchni cieczy spawalniczej na skutek dużego przyspieszenia. Można to wyraźnie zobaczyć na poniższym rysunku, gdzie słup cieczy unosi się ze stopu spawalniczego i rozkłada się na kropelki, tworząc rozpryski.
Scena wystąpienia rozprysku
Spawanie laserowe dzieli się na przewodnictwo cieplne i spawanie z głęboką penetracją.
Podczas spawania z przewodnością cieplną prawie nie występują odpryski: Spawanie z przewodnością cieplną polega głównie na przenoszeniu ciepła z powierzchni materiału do wnętrza, przy czym podczas procesu prawie nie powstają odpryski. Proces nie obejmuje silnego odparowania metalu ani fizycznych reakcji metalurgicznych.
Spawanie z głęboką penetracją to główny scenariusz, w którym dochodzi do rozprysków: Spawanie z głęboką penetracją polega na docieraniu lasera bezpośrednio do materiału i przekazywaniu ciepła do materiału przez dziurki od klucza, a reakcja procesu jest intensywna, co czyni go głównym scenariuszem, w którym występuje rozpryskiwanie.
Jak pokazano na powyższym rysunku, niektórzy uczeni wykorzystują szybką fotografię w połączeniu z przezroczystym szkłem o wysokiej temperaturze, aby obserwować stan ruchu dziurki od klucza podczas spawania laserowego. Można stwierdzić, że laser zasadniczo uderza w przednią ściankę dziurki od klucza, popychając ciecz do spływania w dół, omijając dziurkę od klucza i docierając do końca roztopionego basenu. Pozycja, w której laser dociera do dziurki od klucza, nie jest ustalona, a laser znajduje się w stanie absorpcji Fresnela wewnątrz dziurki od klucza. W rzeczywistości jest to stan wielokrotnych załamań i absorpcji, utrzymujący istnienie stopionej cieczy basenowej. Położenie załamania lasera podczas każdego procesu zmienia się wraz z kątem nachylenia ścianki dziurki od klucza, powodując, że dziurka od klucza znajduje się w stanie ruchu skręcającego. Miejsce naświetlania laserem topi się, odparowuje, jest poddawane działaniu siły i odkształca się, przez co wibracje perystaltyczne przesuwają się do przodu.
W powyższym porównaniu wykorzystano przezroczyste szkło odporne na wysoką temperaturę, co w rzeczywistości odpowiada przekrojowi stopionego basenu. W końcu stan przepływu stopionego basenu różni się od sytuacji rzeczywistej. Dlatego niektórzy uczeni zastosowali technologię szybkiego zamrażania. Podczas procesu spawania stopione jeziorko jest szybko zamrażane, aby uzyskać natychmiastowy stan wewnątrz dziurki od klucza. Wyraźnie widać, że laser uderza w przednią ściankę dziurki od klucza, tworząc stopień. Laser oddziałuje na ten schodkowy rowek, popychając stopione jeziorko do spływania w dół, wypełniając szczelinę dziurki od klucza podczas ruchu lasera do przodu i uzyskując w ten sposób przybliżony wykres kierunku przepływu przepływu wewnątrz dziurki od klucza rzeczywistego jeziorka. Jak pokazano na prawym rysunku, ciśnienie odrzutu metalu generowane przez ablację laserową ciekłego metalu powoduje, że jeziorko ciekłego stopionego metalu omija przednią ścianę. Dziurka od klucza przesuwa się w kierunku ogona roztopionego basenu, wystrzeliwując w górę niczym fontanna od tyłu i uderzając w powierzchnię ogona roztopionego basenu. Jednocześnie, ze względu na napięcie powierzchniowe (im niższa temperatura napięcia powierzchniowego, tym większe uderzenie), ciekły metal w roztopionym jeziorku jest przyciągany przez napięcie powierzchniowe i przesuwa się w kierunku krawędzi roztopionego jeziorka, stale krzepnąc . Ciekły metal, który można w przyszłości zestalić, krąży z powrotem do końca dziurki od klucza i tak dalej.
Schemat ideowy spawania laserowego z głęboką penetracją metodą dziurki od klucza: A: Kierunek spawania; B: Wiązka laserowa; C: Dziurka od klucza; D: Opary metali, plazma; E: Gaz ochronny; F: Ściana przednia z dziurką od klucza (szlifowanie wstępne); G: Poziomy przepływ stopionego materiału przez ścieżkę dziurki od klucza; H: Interfejs krzepnięcia jeziorka stopionego; I: Ścieżka przepływu stopionego basenu w dół.
Proces interakcji pomiędzy laserem a materiałem: Laser działa na powierzchnię materiału, powodując intensywną ablację. Materiał jest najpierw podgrzewany, topiony i odparowywany. Podczas intensywnego procesu parowania opary metalu przemieszczają się w górę, powodując powstanie roztopionego jeziorka pod ciśnieniem odrzutu skierowanym w dół, w wyniku czego powstaje dziurka od klucza. Laser wchodzi do dziurki od klucza i przechodzi wiele procesów emisji i absorpcji, w wyniku czego ciągły dopływ oparów metalu utrzymuje dziurkę od klucza; Laser działa głównie na przednią ściankę dziurki od klucza, a parowanie zachodzi głównie na przednią ściankę dziurki od klucza. Ciśnienie odrzutu wypycha ciekły metal z przedniej ściany dziurki od klucza, aby przemieszczać się wokół dziurki od klucza w kierunku ogona stopionego basenu. Ciecz poruszająca się z dużą prędkością wokół dziurki od klucza będzie uderzać w roztopione jeziorko w górę, tworząc wzniesione fale. Następnie pod wpływem napięcia powierzchniowego przesuwa się w kierunku krawędzi i w takim cyklu krzepnie. Rozbryzgi występują głównie na krawędzi otworu w kształcie dziurki od klucza, a ciekły metal na przedniej ścianie z dużą prędkością ominie dziurkę od klucza i wpłynie na położenie jeziorka stopionego tylnej ściany.
Czas publikacji: 29 marca 2024 r
