એલ્યુમિનિયમ એલોય લેસર વેલ્ડીંગમાં સામાન્ય ખામીઓ

સામાન્ય ખામીઓએલ્યુમિનિયમ એલોય લેસર વેલ્ડીંગ

લેસર ઓટોજેનસ વેલ્ડીંગ હોય કેલેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગએલ્યુમિનિયમ એલોય માટે વપરાય છે, તેમાં કેટલીક સામાન્ય તકનીકી સમસ્યાઓ છે, એટલે કે, જો પ્રક્રિયા પરિમાણો અને વેલ્ડીંગની સ્થિતિ ધાતુશાસ્ત્રની હોય તો ખામીઓ થઈ શકે છે.અયોગ્ય. આએલ્યુમિનિયમ એલોય સાંધામાં ખામીઓમાં મુખ્યત્વે બે પ્રકારનો સમાવેશ થાય છે: વેલ્ડ પોરોસિટી અને વેલ્ડિંગ હોટ ક્રેક્સ. પોરોસિટી અને હોટ ક્રેક્સ ઉપરાંત, એલ્યુમિનિયમ એલોયના લેસર વેલ્ડીંગમાં અંડરકટ અને નબળી બેકસાઇડ રચના જેવી ખામીઓ પણ અસ્તિત્વમાં છે. વેલ્ડ પોરોસિટીની તુલનામાં, વેલ્ડિંગ ક્રેક્સ (નરી આંખે અથવા ઓછા મેગ્નિફિકેશન હેઠળ દૃશ્યમાન) ની સંભાવના વધારે નથી. જો કે, તિરાડો વધુ ખતરનાક હોવાથી, JIS Z 3105 એ નક્કી કરે છે કે એકવાર વેલ્ડમાં તિરાડ મળી આવે, તો વેલ્ડને વર્ગ IV તરીકે ગણવામાં આવશે. અંડરકટ, નબળી બેકસાઇડ રચના અને અન્ય ખામીઓ મોટે ભાગે અયોગ્ય ગતિ નિયંત્રણ અથવા મેળ ન ખાતા પ્રક્રિયા પરિમાણોને કારણે થતી ગંભીર ખામીઓ છે. આવી ખામીઓ સામાન્ય રીતે પ્રક્રિયા સંશોધન અને ડિબગીંગના તબક્કામાં દેખાય છે, અને સામાન્ય વાસ્તવિક ઉત્પાદન કામગીરીમાં ભાગ્યે જ જોવા મળે છે. તેથી, પોરોસિટી એ એક પ્રકારની ખામી છે જે એલ્યુમિનિયમ એલોયના લેસર વેલ્ડીંગમાં અને વેલ્ડેડ સ્ટ્રક્ચર્સની સેવામાં વધુ હાનિકારક છે, અને તેને મૂળભૂત રીતે દૂર કરવી મુશ્કેલ છે.

1. છિદ્રાળુતા

છિદ્રાળુતા એ સૌથી સામાન્ય અને મુખ્ય વોલ્યુમ ખામી છેએલ્યુમિનિયમ એલોયનું લેસર વેલ્ડીંગ, સેંકડો માઇક્રોનથી લઈને કેટલાક મિલીમીટર સુધીના કદ સાથે. તેની રચના પદ્ધતિ હજુ સુધી સંપૂર્ણપણે સ્પષ્ટ નથી. છિદ્રાળુતા માત્ર વેલ્ડના અસરકારક કાર્યકારી વિભાગને નબળી પાડે છે, પરંતુ તાણ સાંદ્રતાનું કારણ પણ બને છે, જે વેલ્ડેડ સાંધાની ગતિશીલ શક્તિ અને થાક કામગીરી ઘટાડે છે.

જ્યારે એલ્યુમિનિયમ એલોય હાઇડ્રોજન ધરાવતા વાતાવરણમાં પીગળે છે, ત્યારે તેની આંતરિક હાઇડ્રોજન સામગ્રી 0.69 મિલી/100 ગ્રામથી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે, પરંતુ એલોય ઘન થયા પછી, સંતુલનમાં તેની હાઇડ્રોજન દ્રાવ્યતા મહત્તમ 0.036 મિલી/100 ગ્રામ હોય છે. સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે લેસર વેલ્ડીંગની ઠંડક પ્રક્રિયા દરમિયાન, હાઇડ્રોજનની દ્રાવ્યતામાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે, અને સુપરસેચ્યુરેટેડ હાઇડ્રોજનનો વરસાદ હાઇડ્રોજન છિદ્રાળુતા બનાવે છે. નીચા-ગલન-બિંદુ અને ઉચ્ચ-વરાળ-દબાણવાળા એલોય તત્વોનું બાષ્પીભવન પણ છિદ્રાળુતા તરફ દોરી શકે છે, જેને ધાતુશાસ્ત્રીય છિદ્રાળુતા કહેવામાં આવે છે. વધુમાં, લેસર બીમના વિક્ષેપ અને કીહોલની અસ્થિરતા પણ છિદ્રાળુતા બનાવી શકે છે, પરંતુ આવી છિદ્રાળુતા અનિયમિત આકાર ધરાવે છે અને તેને પ્રક્રિયા-પ્રેરિત છિદ્રાળુતા કહી શકાય. એલ્યુમિનિયમ એલોયની ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિને કારણે, સપાટી પર ઓક્સાઇડ ફિલ્મ સરળતાથી બને છે. વેલ્ડીંગ દરમિયાન, એલ્યુમિનિયમ એલોય સપાટી પર ઓક્સાઇડ ફિલ્મમાંથી વિઘટિત થયેલ સ્ફટિક પાણી અને સંયુક્ત પાણી, હવામાં ભેજ અને રક્ષણાત્મક ગેસ સાથે, લેસરની ક્રિયા હેઠળ ઉચ્ચ-તાપમાન વિસ્તારમાં હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરવા માટે સીધા વિઘટિત થાય છે. આ હાઇડ્રોજન વાયુઓ કાં તો પીગળેલા પૂલના ઠંડક અને ઘનકરણ દરમિયાન પરપોટા બનાવવા માટે અવક્ષેપિત થઈ શકે છે અથવા અપૂર્ણ રીતે ઓગળેલા ઓક્સાઇડ ફિલ્મ પર સીધા પરપોટા ઉત્પન્ન કરી શકે છે. એલ્યુમિનિયમ એલોયની ઓછી ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે, પીગળેલા પૂલમાં પરપોટાની વધતી ગતિ ધીમી હોય છે. વધુમાં, એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં મજબૂત થર્મલ વાહકતા હોય છે, અને પીગળેલા પૂલની ઠંડક અને ઘનકરણ ગતિ અત્યંત ઝડપી હોય છે. કેટલાક પરપોટા સમયસર બહાર નીકળી શકતા નથી અને વેલ્ડમાં રહી શકતા નથી, આમ ધાતુશાસ્ત્રીય છિદ્રાળુતા બનાવે છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે એલ્યુમિનિયમ એલોય વેલ્ડની છિદ્રાળુતામાં મુખ્ય ગેસ હાઇડ્રોજન છે, તેથી એલ્યુમિનિયમ એલોય વેલ્ડમાં છિદ્રાળુતાને ક્યારેક હાઇડ્રોજન છિદ્રાળુતા કહેવામાં આવે છે. સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ છિદ્રાળુતાના ફ્રેક્ચરનું અવલોકન કરતી વખતે, છિદ્રાળુતા મોટે ભાગે ડેંડ્રિટિક સ્ફટિકોના ચુસ્ત રીતે ગોઠવાયેલા ડેંડ્રિટ છેડા સાથે ગોળાકાર આકારવિજ્ઞાન રજૂ કરે છે, અને આંતરિક દિવાલ સરળ, સ્વચ્છ અને ઓક્સિડેશન ટ્રેસથી મુક્ત છે. છિદ્રાળુતાના અસ્તિત્વથી વેલ્ડની કોમ્પેક્ટનેસ અને સાંધાની બેરિંગ ક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે, પરંતુ સાંધાની મજબૂતાઈ અને પ્લાસ્ટિસિટીમાં પણ વિવિધ અંશે ઘટાડો થાય છે.

2. ગરમ તિરાડો

પીગળેલા પૂલ ધાતુના ઘનકરણ પ્રક્રિયા દરમિયાન ગરમ તિરાડો (સોલિડેશન ક્રેક્સ અને લિક્વિડેશન ક્રેક્સ સહિત) બને છે અને એલ્યુમિનિયમ એલોયના લેસર વેલ્ડીંગમાં સામાન્ય ખામીના પ્રકારોમાંનો એક છે. સોલિડેશન ક્રેક્સના ફ્રેક્ચર મોર્ફોલોજીનું સૌથી સ્પષ્ટ લક્ષણ એ છે કે ફ્રેક્ચર સપાટી સરળ પરંતુ અસમાન દાણાદાર કોબલસ્ટોન અથવા બટાકા જેવી રચનાઓના વિશાળ વિસ્તારથી બનેલી હોય છે, અને સપાટી ઘણીવાર આંતર-દાણાદાર નીચા-ગલન-બિંદુ યુટેક્ટિક્સ અથવા પ્રવાહી ફિલ્મ ફોલ્ડ્સ, તેમજ ડેંડ્રાઇટ્સના બરડ ફ્રેક્ચરના નિશાન જાળવી રાખે છે. લિક્વિડેશન ક્રેક્સનું ફ્રેક્ચર મોર્ફોલોજી ઘનકરણ તિરાડો જેવું જ છે, પરંતુ તેમાં ઉચ્ચ-તાપમાન આંતર-દાણાદાર ફ્રેક્ચર અથવા સોલિડેશન ફ્રેક્ચરની લાક્ષણિકતાઓ છે. થાક લોડિંગ હેઠળ ફ્યુઝન-વેલ્ડેડ સાંધાના થાક ફ્રેક્ચરમાં, આવા ગરમ તિરાડોને કારણે થાક ક્રેક સ્ત્રોતો પણ સામાન્ય છે. એલ્યુમિનિયમ એલોયના લેસર વેલ્ડીંગમાં ગરમ ​​તિરાડોના કારણો મુખ્યત્વે તેમની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ અને વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત છે. ઘનકરણ દરમિયાન એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં મોટો સંકોચન દર હોય છે (5% સુધી), જેના પરિણામે મોટા વેલ્ડીંગ તણાવ અને વિકૃતિ થાય છે; વધુમાં, વેલ્ડ ધાતુના ઘનકરણ દરમિયાન અનાજની સીમાઓ સાથે નીચા-ગલન-બિંદુ યુટેક્ટિક માળખાં રચાય છે, જે અનાજની સીમાઓના બંધન બળને નબળી પાડે છે, આમ તાણના તાણના પ્રભાવ હેઠળ ગરમ તિરાડો બનાવે છે. વધુમાં, એલ્યુમિનિયમ એલોયના લેસર વેલ્ડીંગમાં ક્રેક મોર્ફોલોજીને નીચેની શ્રેણીઓમાં સારાંશ આપી શકાય છે: વેલ્ડ સેન્ટર ક્રેક્સ; વેલ્ડ ફ્યુઝન લાઇન ક્રેક્સ; વેલ્ડમાં ઇન્ટરગ્રેન્યુલર ક્રેક્સ; ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોન લિક્વિએશન ક્રેક્સ; ઓક્સાઇડ ફિલ્મોને કારણે થતી તિરાડો; અને ઇન્ટરગ્રેન્યુલર માઇક્રોક્રેક્સ.

વધુમાં, વેલ્ડીંગ દરમિયાન નબળા રક્ષણને કારણે વેલ્ડ મેટલ હવામાં વાયુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને રચાયેલા સમાવેશ પણ સંભવિત ક્રેક સ્ત્રોત છે. એલ્યુમિનિયમ એલોય વેલ્ડીંગ દરમિયાન ગરમ ક્રેકીંગ વૃત્તિ પર એલોયિંગ તત્વોનો પ્રકાર અને જથ્થો મોટો પ્રભાવ પાડે છે. સામાન્ય રીતે, અલ-સી અને અલ-એમએન શ્રેણીના એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં સારી વેલ્ડેબિલિટી હોય છે અને ગરમ ક્રેક્સ ઉત્પન્ન કરવા સરળ નથી; જ્યારે અલ-એમજી, અલ-ક્યુ અને અલ-ઝેડએન શ્રેણીના એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં પ્રમાણમાં ઊંચી ગરમ ક્રેકીંગ વૃત્તિઓ હોય છે. ગરમી અને ઠંડક દરને નિયંત્રિત કરવા માટે વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને ગરમ ક્રેકીંગ વૃત્તિ ઘટાડી શકાય છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગની ગરમ ક્રેકીંગ વૃત્તિ લેસર ફિલર વાયર વેલ્ડીંગ કરતા સારી છે, અને લેસર ફિલર વાયર વેલ્ડીંગની ગરમ ક્રેકીંગ વૃત્તિ લેસર ઓટોજેનસ વેલ્ડીંગ કરતા સારી છે.

૩. અંડરકટ અને બર્ન-થ્રુ

એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં આયનીકરણ ઊર્જા ઓછી હોય છે, અને ફોટો-પ્રેરિત પ્લાઝ્મા વેલ્ડીંગ દરમિયાન ઓવરહિટીંગ અને વિસ્તરણ માટે સંવેદનશીલ હોય છે, જેના પરિણામે અસ્થિર વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓ થાય છે. વધુમાં, પ્રવાહી એલ્યુમિનિયમ એલોયમાં સારી પ્રવાહીતા અને ઓછી સપાટી તણાવ હોય છે. ઘૂંસપેંઠ સુધારવા માટે, મોટા રક્ષણાત્મક ગેસ પ્રવાહ દર અને લેસર આઉટપુટ પાવરની ઘણીવાર જરૂર પડે છે, જે વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાની સ્થિરતાને બગાડે છે, જેના કારણે પીગળેલા પૂલ દબાણ હેઠળ હિંસક રીતે વધઘટ કરે છે અને સરળતાથી અંડરકટ અને બર્ન-થ્રુ જેવા ખામીઓ તરફ દોરી જાય છે. લેસર-વેલ્ડેડ એલ્યુમિનિયમ એલોય પ્લેટોની પાછળની બાજુની રચનાત્મકતા વેલ્ડની પાછળના ભાગમાં વોટર-કૂલ્ડ કોપર પ્લેટ સ્થાપિત કરીને અસરકારક રીતે સુધારી શકાય છે.

4. સ્લેગ સમાવેશ

કાર બોડી વેલ્ડીંગમાં વારંવાર થતી ખામીનો બીજો પ્રકાર વેલ્ડ સ્લેગ સમાવેશ છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે સ્લેગ સમાવેશ મુખ્યત્વે વેલ્ડમેન્ટ અને વેલ્ડીંગ વાયરની સપાટી પરના ઓક્સાઇડ્સ તેમજ એલ્યુમિનિયમ એલોય સામગ્રીના સ્થાનિકીકરણમાં અસ્થિર પ્રક્રિયાઓમાંથી આવે છે. તેથી, એલ્યુમિનિયમ એલોય સામગ્રી ઉત્પાદકોએ કાચા માલમાં અશુદ્ધિઓ અને હાઇડ્રોજનની સામગ્રીને ઘટાડવા અને ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા સ્થિરતા વધારવા માટે તકનીકી નવીનતાને મજબૂત બનાવવી જોઈએ અને કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયાઓમાં સુધારો કરવો જોઈએ.