Камбудиҳои маъмулӣ дарКафшери лазерӣ бо хӯлаи алюминий
Новобаста аз он ки кафшери аутогении лазерӣ ёкафшери гибридии камони лазерӣбарои хӯлаҳои алюминий истифода мешавад, баъзе мушкилоти техникии маъмулӣ мавҷуданд, яъне камбудиҳо метавонанд ба вуҷуд оянд, агар параметрҳои раванд ва шароити кафшер металлургӣ бошанд.номуносиб.Нуқсонҳои пайвастагиҳои хӯлаи алюминий асосан ду намудро дар бар мегиранд: сӯрохии кафшер ва кафшери тарқишҳои гарм. Илова бар сӯрохии кафшер ва тарқишҳои гарм, камбудиҳо ба монанди буриши поёнӣ ва ташаккули сусти қафо низ дар кафшери лазерии хӯлаҳои алюминий мавҷуданд. Дар муқоиса бо сӯрохии кафшер, эҳтимолияти пайдоиши тарқишҳои кафшерӣ (ки бо чашми бараҳна намоён аст ё бо андозаи паст) зиёд нест. Аммо, азбаски тарқишҳо хатарноктаранд, JIS Z 3105 муқаррар мекунад, ки пас аз ошкор шудани тарқиш дар кафшер, кафшер ҳамчун синфи IV арзёбӣ карда мешавад. Буриши поёнӣ, ташаккули сусти қафо ва дигар камбудиҳо асосан камбудиҳои ҷиддие мебошанд, ки аз сабаби назорати нодурусти суръат ё номувофиқи параметрҳои раванд ба вуҷуд меоянд. Чунин камбудиҳо одатан дар марҳилаи таҳқиқи раванд ва ислоҳи хатогиҳо пайдо мешаванд ва дар амалиёти воқеии муқаррарии истеҳсолӣ кам ба амал меоянд. Аз ин рӯ, сӯрохии кафшерӣ як навъи нуқсонест, ки дар кафшери лазерии хӯлаҳои алюминий ва дар хидматрасонии сохторҳои кафшерӣ зараровартар аст ва бартараф кардани он душвор аст.
1. Сӯрохнокӣ
Сӯрохнокӣ маъмултарин ва муҳимтарин нуқсони ҳаҷмӣ асткафшери лазерӣ аз хӯлаҳои алюминий, бо андозаҳо аз садҳо микрон то якчанд миллиметр. Механизми ташаккули он ҳанӯз пурра равшан нест. Сӯрохнокӣ на танҳо қисмати кории самараноки кафшерро суст мекунад, балки инчунин боиси консентратсияи стресс мегардад, ки қувваи динамикӣ ва хастагии пайванди кафшершударо коҳиш медиҳад.
Вақте ки хӯлаи алюминий дар муҳити дорои гидроген гудохта мешавад, миқдори гидрогени дохилии он метавонад аз 0,69 мл/100 г зиёд шавад, аммо пас аз сахт шудани хӯла, ҳалшавандагии гидрогени он дар мувозинат ҳадди аксар 0,036 мл/100 г аст. Умуман боварӣ доранд, ки ҳангоми раванди хунуккунии кафшери лазерӣ, ҳалшавандагии гидроген якбора паст мешавад ва боришоти гидрогени сершуда сӯрохии гидрогенро ба вуҷуд меорад. Бухоршавии унсурҳои хӯлакунандаи нуқтаи пасти обшавӣ ва фишори баланди буғ низ метавонад боиси сӯрохшавӣ гардад, ки онро сӯрохии металлургӣ меноманд. Илова бар ин, халалдоршавии нури лазер ва ноустувории сӯрохи калидӣ низ метавонад сӯрохшавӣ ба вуҷуд орад, аммо чунин сӯрохшавӣ шакли номунтазам дорад ва онро сӯрохии аз раванд ба вуҷуд омада номидан мумкин аст. Аз сабаби фаъолияти баланди химиявии хӯлаҳои алюминий, дар сатҳ плёнкаи оксид ба осонӣ ба вуҷуд меояд. Ҳангоми кафшер, оби булӯрӣ ва оби омехта, ки аз плёнкаи оксид дар сатҳи хӯлаи алюминий пусида шудаанд, якҷоя бо намӣ дар ҳаво ва гази муҳофизатӣ, мустақиман барои истеҳсоли гидроген дар минтақаи ҳарорати баланд таҳти таъсири лазер таҷзия мешаванд. Ин газҳои гидроген метавонанд ҳангоми хунуккунӣ ва сахтшавии ҳавзи гудохта таҳшин шаванд ва ҳубобчаҳо ташкил кунанд ё мустақиман дар плёнкаи оксиди нопурра гудохташуда ҳубобчаҳоро ба вуҷуд оранд. Аз сабаби паст будани вазнинии хоси хӯлаҳои алюминий, суръати болоравии ҳубобчаҳо дар ҳавзи гудохта суст аст. Илова бар ин, хӯлаҳои алюминий дорои гузаронандагии гармии қавӣ мебошанд ва суръати хунуккунӣ ва сахтшавии ҳавзи гудохта хеле зуд аст. Баъзе ҳубобчаҳо наметавонанд дар вақташ берун раванд ва дар кафшер боқӣ мемонанд ва бо ин васила сӯрохии металлургиро ташкил медиҳанд. Таҳқиқот нишон доданд, ки гази асосӣ дар сӯрохии кафшерҳои хӯлаи алюминий гидроген аст, аз ин рӯ сӯрохии кафшерҳои хӯлаи алюминий баъзан сӯрохии гидроген номида мешавад. Ҳангоми мушоҳидаи шикастани сӯрохии зери микроскопи электронии сканкунӣ, сӯрохии асосан морфологияи курашаклро бо нӯгҳои дендритии кристаллҳои дендритии зич ҷойгиршуда нишон медиҳад ва девори дохилӣ ҳамвор, тоза ва аз нишонаҳои оксидшавӣ холӣ аст. Мавҷудияти сӯрохии на танҳо фишурдагии кафшер ва қобилияти борбардории пайвандро коҳиш медиҳад, балки мустаҳкамӣ ва пластикии пайвандро то дараҷаҳои гуногун коҳиш медиҳад.
2. Тарқишҳои гарм
Тарқишҳои гарм (аз ҷумла тарқишҳои сахтшавӣ ва тарқишҳои ликватсия) ҳангоми раванди сахтшавии металли ҳавзи гудохта ба вуҷуд меоянд ва яке аз намудҳои маъмули нуқсонҳо дар кафшери лазерии хӯлаҳои алюминий мебошанд. Хусусияти равшантарини морфологияи шикастани тарқишҳои сахтшавӣ дар он аст, ки сатҳи шикастан аз масоҳати калони сохторҳои сангфарши ҳамвор, вале нобаробари доначаҳо ё картошкамонанд иборат аст ва сатҳ аксар вақт эвтектикаҳои байнидонашакл бо нуқтаи пасти обшавӣ ё пӯшишҳои плёнкаи моеъ, инчунин осори шикастани шикастаи дендритҳоро нигоҳ медорад. Морфологияи шикастани тарқишҳои ликватсия ба тарқишҳои сахтшавӣ монанд аст, аммо он хусусиятҳои шикастани байнидонашакл ё шикастани сахтшавӣ дар ҳарорати баландро дорад. Дар шикастани хастагии пайвандҳои кафшершуда бо гудохташавӣ таҳти бори хастагӣ, манбаъҳои шикастани хастагӣ, ки аз чунин тарқишҳои гарм ба вуҷуд меоянд, низ маъмуланд. Сабабҳои пайдоиши тарқишҳои гарм дар кафшери лазерии хӯлаҳои алюминий асосан бо хусусиятҳои худ ва равандҳои кафшер алоқаманданд. Хӯлаҳои алюминий ҳангоми сахтшавӣ суръати баланди коҳиш доранд (то 5%), ки боиси фишори баланди кафшер ва деформатсия мегардад; Илова бар ин, сохторҳои эвтектикии нуқтаи обшавии паст дар сарҳадҳои дона ҳангоми сахтшавии металли кафшерӣ ба вуҷуд меоянд, ки қувваи пайвастшавии сарҳадҳои донаҳоро суст мекунанд ва дар натиҷа дар зери таъсири фишори кашиш тарқишҳои гарм ба вуҷуд меоянд. Илова бар ин, морфологияҳои тарқишҳо дар кафшери лазерии хӯлаҳои алюминийро метавон ба категорияҳои зерин ҷамъбаст кард: тарқишҳои маркази кафшер; тарқишҳои хатти омезиш; тарқишҳои байнидона дар кафшерҳо; тарқишҳои ликватсияи минтақаи аз гармӣ таъсиркунанда; тарқишҳое, ки аз плёнкаҳои оксидӣ ба вуҷуд омадаанд; ва микротарқишҳои байнидона.
Илова бар ин, муҳофизати суст ҳангоми кафшер боиси реаксияи металли кафшер бо газҳои ҳаво мегардад ва дохилшавии ҳосилшуда низ манбаъҳои эҳтимолии тарқишҳо мебошанд. Намуд ва миқдори унсурҳои хӯлакунанда ба майли тарқишҳои гарм ҳангоми кафшери хӯлаи алюминий таъсири калон мерасонанд. Умуман, хӯлаҳои алюминийи силсилаи Al-Si ва Al-Mn қобилияти хуби кафшеркунӣ доранд ва ба вуҷуд овардани тарқишҳои гарм осон нест; дар ҳоле ки хӯлаҳои алюминийи силсилаи Al-Mg, Al-Cu ва Al-Zn майли нисбатан баланди тарқишҳои гарм доранд. Майли тарқишҳои гармро метавон бо танзими параметрҳои раванди кафшер барои назорат кардани суръати гармкунӣ ва хунуккунӣ коҳиш дод. Умуман, майли тарқишҳои гарми кафшери гибридии лазерӣ-камон нисбат ба кафшери сими пуркунандаи лазерӣ беҳтар аст ва майли тарқишҳои гарми кафшери сими пуркунандаи лазерӣ нисбат ба кафшери аутогении лазерӣ беҳтар аст.
3. Буридани поёнӣ ва сӯхтани пӯст
Хӯлаҳои алюминий дорои энергияи пасти ионизатсия мебошанд ва плазмаи фотоиндуксияшуда ҳангоми кафшер ба гармии аз ҳад зиёд ва васеъшавӣ моил аст, ки боиси равандҳои ноустувори кафшер мегардад. Илова бар ин, хӯлаҳои алюминийи моеъ дорои моеъи хуб ва шиддати сатҳи паст мебошанд. Барои беҳтар кардани воридшавӣ, аксар вақт суръати бештари ҷараёни муҳофизатии газ ва қувваи баромади лазер лозим аст, ки устувории раванди кафшерро бад мекунад ва боиси тағйирёбии шадиди ҳавзи гудохта дар зери фишор мегардад ва ба осонӣ боиси нуқсонҳо, ба монанди буридани поёнӣ ва сӯхтагӣ мегардад. Қобилияти шаклдиҳии қафои лавҳаҳои хӯлаи алюминийи бо лазер кафшершударо метавон бо насб кардани лавҳаи мисии бо об хунукшуда дар қафои кафшер самаранок беҳтар кард.
4. Дохил кардани шлак
Навъи дигари нуқсоне, ки аксар вақт ҳангоми кафшери кузови мошин ба вуҷуд меояд, ин шомилшавии шлаки кафшерӣ мебошад. Таҳқиқот нишон доданд, ки шомилшавии шлак асосан аз оксидҳо дар сатҳи кафшер ва симҳои кафшерӣ, инчунин равандҳои ноустувор дар маҳаллисозии маводҳои хӯлаи алюминий ба вуҷуд меояд. Аз ин рӯ, истеҳсолкунандагони маводи хӯлаи алюминий бояд навовариҳои технологӣ ва равандҳои рехтагариро барои кам кардани миқдори ифлосӣ ва гидроген дар ашёи хом ва баланд бардоштани устувории сифати маҳсулот тақвият диҳанд.
Вақти нашр: 05 августи соли 2025
