Ҳангоми пайваст кардани пӯлод ба алюминий, реаксияи байни атомҳои Fe ва Al дар раванди пайвастшавӣ пайвастагиҳои шиканандаи байниметаллӣ (IMC)-ро ба вуҷуд меорад. Мавҷудияти ин IMC-ҳо қувваи механикии пайвастшавиро маҳдуд мекунад, аз ин рӯ, назорат кардани миқдори ин пайвастагиҳо зарур аст. Сабаби пайдоиши IMC-ҳо дар он аст, ки ҳалшавандагии Fe дар Al паст аст. Агар он аз миқдори муайян зиёд бошад, он метавонад ба хосиятҳои механикии кафшер таъсир расонад. IMC-ҳо хосиятҳои беназир, ба монанди сахтӣ, чандирӣ ва устувории маҳдуд ва хусусиятҳои морфологӣ доранд. Таҳқиқот нишон доданд, ки дар муқоиса бо дигар IMC-ҳо, қабати IMC Fe2Al5 ба таври васеъ шиканандатарин ҳисобида мешавад (11.8± 1.8 GPa) марҳилаи IMC мебошад ва инчунин сабаби асосии коҳиши хосиятҳои механикӣ аз сабаби нокомии кафшер мебошад. Ин мақола раванди кафшери дурдасти лазерии пӯлоди IF ва алюминийи 1050-ро бо истифода аз лазери ҳолати ҳалқавии танзимшаванда таҳқиқ мекунад ва таъсири шакли нури лазерро ба ташаккули пайвастагиҳои байниметаллӣ ва хосиятҳои механикӣ амиқ таҳқиқ мекунад. Бо танзими таносуби қувваи аслӣ/ҳалқа, муайян карда шуд, ки дар ҳолати гузаронандагӣ, таносуби қувваи аслӣ/ҳалқаи 0.2 метавонад ба сатҳи беҳтари пайванди кафшерӣ ноил гардад ва ғафсии Fe2Al5 IMC-ро ба таври назаррас коҳиш диҳад ва бо ин васила қувваи буриши пайвандро беҳтар созад.
Дар ин мақола таъсири лазери танзимшавандаи ҳалқа ба ташаккули пайвастагиҳои байниметаллӣ ва хосиятҳои механикӣ ҳангоми кафшери дурдасти лазерии пӯлоди IF ва алюминийи 1050 муаррифӣ карда мешавад. Натиҷаҳои тадқиқот нишон медиҳанд, ки дар ҳолати гузаронандагӣ, таносуби қувваи аслӣ/ҳалқаи 0,2 масоҳати калонтари сатҳи пайванди кафшерро таъмин мекунад, ки бо қувваи буриши максималии 97,6 Н/мм2 (самаранокии пайванд 71%) инъикос меёбад. Ғайр аз ин, дар муқоиса бо чӯбҳои Гауссӣ бо таносуби қувваи бештар аз 1, ин ғафсии пайвастагиҳои байниметаллии Fe2Al5 (IMC)-ро ба таври назаррас 62% ва ғафсии умумии IMC-ро 40% кам мекунад. Дар ҳолати сӯрохкунӣ, дар муқоиса бо ҳолати гузаронандагӣ тарқишҳо ва қувваи буриши пасттар мушоҳида шуданд. Қайд кардан бамаврид аст, ки дар дарзи кафшерӣ ҳангоми 0,5 будани таносуби қувваи аслӣ/ҳалқа, такмили назарраси дона мушоҳида шудааст.
Вақте ки r=0 аст, танҳо қувваи ҳалқавӣ тавлид мешавад, дар ҳоле ки вақте r=1 аст, танҳо қувваи аслӣ тавлид мешавад.
Диаграммаи схематикии таносуби қувва r байни шуои Гаусс ва шуои ҳалқавӣ
(а) Дастгоҳи кафшер; (б) Чуқурӣ ва паҳнои профили кафшер; (в) Диаграммаи схемавии намоиши танзимоти намуна ва васлкунӣ
Санҷиши MC: Танҳо дар мавриди чӯби Гауссӣ, дарзи кафшерӣ аввал дар ҳолати гузаронандагии наонқадар чуқур (ID 1 ва 2) қарор дорад ва сипас ба ҳолати қисман воридшавандаи қулф (ID 3-5) мегузарад, ки бо пайдо шудани тарқишҳои намоён ба назар мерасад. Вақте ки қувваи ҳалқа аз 0 то 1000 Вт зиёд шуд, дар ID 7 ягон тарқишҳои намоён вуҷуд надоштанд ва умқи ғанӣ гардонидани оҳан нисбатан хурд буд. Вақте ки қувваи ҳалқа то 2000 ва 2500 Вт (ID 9 ва 10) зиёд мешавад, умқи минтақаи оҳани ғанӣ зиёд мешавад. Дар қувваи ҳалқаи 2500 Вт (ID 10) тарқишҳои аз ҳад зиёд ба амал меоянд.
Санҷиши MR: Вақте ки қувваи аслӣ аз 500 то 1000 Вт (ID 11 ва 12) аст, дарзи кафшер дар ҳолати гузаронандагӣ қарор дорад; Дар муқоиса бо ID 12 ва ID 7, гарчанде ки қувваи умумӣ (6000 Вт) якхела аст, ID 7 режими сӯрохи қулфро амалӣ мекунад. Ин аз сабаби коҳиши назарраси зичии қувваи барқ дар ID 12 аз сабаби хусусияти ҳалқаи бартаридошта (r=0.2) ба амал меояд. Вақте ки қувваи умумӣ ба 7500 Вт (ID 15) мерасад, режими воридшавии пурраро ба даст овардан мумкин аст ва дар муқоиса бо 6000 Вт, ки дар ID 7 истифода мешавад, қувваи режими воридшавии пурра ба таври назаррас афзоиш меёбад.
Санҷиши IC: Реҷаи гузаронидашуда (ID 16 ва 17) бо қувваи аслии 1500 ватт ва қувваи ҳалқавии 3000 ва 3500 ватт ба даст оварда шуд. Вақте ки қувваи аслӣ 3000 ватт ва қувваи ҳалқавӣ байни 1500 ва 2500 ватт (ID 19-20) аст, дар сатҳи байни оҳани ғанӣ ва алюминийи ғанӣ тарқишҳои намоён пайдо мешаванд, ки намунаи сӯрохиҳои хурди маҳаллиро ташкил медиҳанд. Вақте ки қувваи ҳалқа 3000 ва 3500 ватт (ID 21 ва 22) аст, ба режими сӯрохи калидӣ воридшавии пурраро ба даст оред.
Тасвирҳои намояндагии буриши кундаланги ҳар як муайянкунии кафшер дар зери микроскопи оптикӣ
Расми 4. (а) Робитаи байни қувваи ниҳоии кашиш (UTS) ва таносуби қувва дар санҷишҳои кафшерӣ; (б) Қувваи умумии ҳамаи санҷишҳои кафшерӣ
Расми 5. (а) Робитаи байни таносуби паҳлӯӣ ва UTS; (б) Робитаи байни васеъшавӣ ва чуқурии воридшавӣ ва UTS; (в) Зичии қувва барои ҳама санҷишҳои кафшерӣ
Расми 6. (ac) Харитаи контурии ғафсии микросахтии Викерс; (df) Спектрҳои мувофиқи кимиёвии SEM-EDS барои кафшери шакли намояндагии гузаронандагӣ; (g) Диаграммаи схемавии интерфейси байни пӯлод ва алюминий; (h) Fe2Al5 ва ғафсии умумии IMC-и кафшерҳои шакли гузаронанда
Расми 7. (ac) Харитаи контурии ғафсии сахтии микро Викерс; (df) Спектри мувофиқи кимиёвии SEM-EDS барои кафшери намуди намояндагии сӯрохкунии маҳаллии воридшавӣ
Расми 8. (ac) Харитаи контурии ғафсии сахтии микро Викерс; (df) Спектри мувофиқи кимиёвии SEM-EDS барои кафшери намуди намояндагии сӯрохкунии пурраи воридшавӣ
Расми 9. Диаграммаи EBSD андозаи доначаҳои минтақаи бойи оҳан (пластинаи болоӣ)-ро дар озмоиши ҳолати сӯрохкунии пурра нишон медиҳад ва тақсимоти андозаи доначаҳоро миқдоран муайян мекунад.
Расми 10. Спектрҳои SEM-EDS-и интерфейси байни оҳани ғанӣ ва алюминийи ғанӣ
Ин таҳқиқот таъсири лазери ARM-ро ба ташаккул, сохтори микро ва хосиятҳои механикии IMC дар пайвандҳои кафшери даврии хӯлаи алюминийи IF пӯлод-1050, ки аз ҳамдигар фарқ мекунанд, таҳқиқ кард. Дар таҳқиқот се ҳолати кафшер (реҷаи гузаронандагӣ, режими воридшавии маҳаллӣ ва режими воридшавии пурра) ва се шакли интихобшудаи нури лазер (шуои Гауссӣ, шуои ҳалқавӣ ва шуои ҳалқавии Гауссӣ) баррасӣ шуданд. Натиҷаҳои таҳқиқот нишон медиҳанд, ки интихоби таносуби мувофиқи қувваи шуои Гауссӣ ва шуои ҳалқавӣ параметри калидӣ барои назорат кардани ташаккул ва сохтори микрокарбонии дохилии модалӣ мебошад ва бо ин васила хосиятҳои механикии кафшерро ба ҳадди аксар мерасонад. Дар ҳолати гузаронандагӣ, шуои даврашакл бо таносуби қувваи 0,2 беҳтарин қувваи кафшерро таъмин мекунад (самаранокии пайванд 71%). Дар ҳолати сӯрохкунӣ, шуои Гауссӣ чуқурии бештари кафшер ва таносуби баландтари паҳлӯро ба вуҷуд меорад, аммо шиддати кафшер ба таври назаррас коҳиш меёбад. Шуои ҳалқашакл бо таносуби қувваи 0,5 ба такмили донаҳои паҳлӯии пӯлод дар дарзи кафшерӣ таъсири назаррас мерасонад. Ин аз сабаби паст шудани ҳарорати қуллаи чӯби ҳалқавӣ, ки боиси суръати тезтари хунукшавӣ мегардад ва таъсири маҳдудкунандаи афзоиши муҳоҷирати маҳлули Al ба сӯи қисми болоии дарзи кафшер ба сохтори доначаҳо мебошад. Байни микросахтии Викерс ва пешгӯии Thermo Calc дар бораи фоизи ҳаҷми фаза робитаи қавӣ вуҷуд дорад. Ҳар қадар фоизи ҳаҷмии Fe4Al13 зиёдтар бошад, микросахтӣ ҳамон қадар баландтар аст.
Вақти нашр: 25 январи соли 2024
