تخلخل و ترک در جوش: علل و پیشگیری در جوشکاری لیزری

1. علت تخلخل در جوشکاری لیزر چیست؟

تخلخلبه حباب های گاز کوچکی اشاره دارد که در حین انجماد در داخل درز جوش به دام افتاده اند. این حفره ها استحکام مکانیکی را کاهش می دهند و می توانند به عنوان نقطه شروع ترک یا خوردگی عمل کنند.

علل اصلی تخلخل:

جریان یا پوشش گاز محافظ کافی نیست
گازهای محافظ مانند آرگون یا نیتروژن برای جلوگیری از آلودگی اتمسفر استفاده می شود. اگر جریان گاز خیلی کم، ناسازگار یا هدایت نادرست باشد، اکسیژن و بخار آب می تواند وارد حوضچه جوش شده و باعث ایجاد حباب های گاز شود.

سطوح قطعه کار آلوده
روغن، زنگ، آب، رنگ یا سایر آلاینده‌های روی سطح فلز می‌توانند در حین جوشکاری تبخیر شوند و گازهایی را تشکیل دهند که در حوضچه مذاب به دام می‌افتند.

پارامترهای لیزر نامناسب
سرعت بیش از حد، توان کم یا تمرکز پرتو ناپایدار می تواند از خروج کامل بخار جلوگیری کند و احتمال تخلخل را افزایش دهد.

2. چه چیزی باعث ایجاد ترک در جوش های لیزری می شود؟

ترک هاعیوب مربوط به انجماد-هنگامی که فلز مذاب سرد می‌شود و به‌طور ناموزون منقبض می‌شود، رخ می‌دهد که منجر به تنش داخلی فراتر از استحکام ماده می‌شود.

دلایل اصلی ترک ها:

حفاظت ضعیف از گاز محافظ
مشابه تخلخل، محافظ ناکافی اجازه می دهد تا اکسیژن و سایر گازها با فلز مذاب واکنش دهند و اکسیدهایی را تشکیل دهند که مرزهای دانه را ضعیف کرده و باعث ایجاد ترک می شود.

نرخ سرمایش بالا یا توزیع نابرابر گرما
به خصوص در مورد مواد با بازتاب بالا (مانند آلومینیوم یا مس)، خنک‌سازی سریع می‌تواند باعث ایجاد ساختارهای شکننده و تنش حرارتی شود که منجر به ترک خوردن می‌شود.

عدم تطابق مواد یا هندسه مفصل
تفاوت در انبساط حرارتی، طراحی نامناسب اتصال، یا مواد پرکننده ناسازگار می تواند منجر به تمرکز تنش در درز جوش شود.

3. چگونه از تخلخل و ترک جلوگیری کنیم؟

بهترین شیوه ها:

از انتخاب و تحویل مناسب گاز محافظ اطمینان حاصل کنید
از آرگون یا نیتروژن با خلوص بالا{0} استفاده کنید، سرعت جریان صحیح را حفظ کنید (معمولاً 15 تا 25 لیتر در دقیقه)، و نازل گاز را در یک زاویه مناسب به سمت جوش هدایت کنید.

مواد پایه را کاملا تمیز کنید
قبل از جوشکاری روغن، رنگ، اکسیدها، رطوبت و گرد و غبار را پاک کنید. در صورت لزوم از مسواک زدن مکانیکی، تمیز کردن شیمیایی یا تمیز کردن لیزر استفاده کنید.

بهینه سازی پارامترهای لیزر
قدرت، سرعت و فوکوس مناسب را برای اطمینان از تشکیل سوراخ کلید پایدار و خروج گاز خوب تنظیم کنید. یک فرآیند پایدار نقص های داخلی را کاهش می دهد.

از پیش گرم کردن و عملیات حرارتی بعد از{0} جوشکاری (در صورت نیاز) استفاده کنید
مخصوصاً برای مواد حساس به ترک، گرم کردن پیش‌گرم می‌تواند گرادیان‌های حرارتی و تنش‌های داخلی را کاهش دهد.

نتیجه گیری

تخلخل و ترک دو مورد از رایج ترین مسائل در جوشکاری لیزری هستند. با این حال، با حفاظت مناسب از گاز محافظ، مواد تمیز، و پارامترهای فرآیند بهینه، این عیوب را می توان به طور قابل توجهی کاهش داد یا از آن جلوگیری کرد. جوش‌های با کیفیت بالا نه تنها استحکام ساختاری را تضمین می‌کنند، بلکه طول عمر و قابلیت اطمینان محصول نهایی را افزایش می‌دهند.

- Rayther Laser Lyra Zhang