1. דוגמאות יישום
1) לוח שחבור
בשנות ה-60, חברת טויוטה אימצה לראשונה את טכנולוגיית ריתוך הפלטות בתפירה (tailor-welded blanke). זוהי חיבור של שתי יריעות או יותר יחד באמצעות ריתוך ולאחר מכן הטבעה שלהן. יריעות אלו יכולות להיות בעלות עוביים, חומרים ותכונות שונים. עקב הדרישות ההולכות וגדלות לביצועי רכב ותפקודים כגון חיסכון באנרגיה, הגנת הסביבה, בטיחות נהיגה וכו', טכנולוגיית ריתוך בתפירה משכה יותר ויותר תשומת לב. ריתוך פלטות יכול להשתמש בריתוך נקודתי, ריתוך קת פלאש,ריתוך לייזר, ריתוך קשת מימן, וכו'. נכון לעכשיו,ריתוך לייזרמשמש בעיקר במחקר ובייצור של חומרים מרותכים בהתאמה אישית בחו"ל.
על ידי השוואת תוצאות הבדיקה והחישוב, התוצאות תואמות היטב, מה שמאמת את נכונות מודל מקור החום. רוחב תפר הריתוך תחת פרמטרי תהליך שונים חושב ואופטימלי בהדרגה. לבסוף, אומץ יחס אנרגיית הקרן של 2:1, הקורות הכפולות סודרו במקביל, קרן האנרגיה הגדולה מוקמה במרכז תפר הריתוך, וקרן האנרגיה הקטנה מוקמה בצלחת העבה. זה יכול להפחית ביעילות את רוחב הריתוך. כאשר שתי הקרניים נמצאות בזווית של 45 מעלות זו מזו. כאשר הן מסודרות, הקרן פועלת על הצלחת העבה והצלחת הדקה בהתאמה. עקב הקטנת קוטר קרן החימום האפקטיבי, גם רוחב הריתוך יורד.
2) פלדת אלומיניום מתכות שונות
המחקר הנוכחי מסיק את המסקנות הבאות: (1) ככל שיחס אנרגיית הקרן עולה, עובי התרכובת הבין-מתכתית באותו אזור מיקום של ממשק הריתוך/סגסוגת האלומיניום יורד בהדרגה, וההתפלגות הופכת לסדירה יותר. כאשר RS=2, עובי שכבת ה-IMC של הממשק הוא בין 5-10 מיקרון. האורך המרבי של ה-IMC החופשי "דמוי המחט" הוא בין 23 מיקרון. כאשר RS=0.67, עובי שכבת ה-IMC של הממשק הוא מתחת ל-5 מיקרון, והאורך המרבי של ה-IMC החופשי "דמוי המחט" הוא 5.6 מיקרון. עובי התרכובת הבין-מתכתית מצטמצם משמעותית.
(2)כאשר משתמשים בלייזר דו-קרן מקביל לריתוך, ה-IMC בממשק הריתוך/סגסוגת האלומיניום אינו סדיר יותר. עובי שכבת ה-IMC בממשק הריתוך/סגסוגת האלומיניום ליד ממשק החיבור פלדה/סגסוגת אלומיניום עבה יותר, עם עובי מקסימלי של 23.7 מיקרון. ככל שיחס אנרגיית הקרן עולה, כאשר RS=1.50, עובי שכבת ה-IMC בממשק הריתוך/סגסוגת האלומיניום עדיין גדול מעובי התרכובת הבין-מתכתית באותו אזור של הקרן הכפולה הטורית.
3. מפרק בצורת T מסגסוגת אלומיניום-ליתיום
בנוגע לתכונות המכניות של חיבורים מרותכים בלייזר מסגסוגת אלומיניום 2A97, החוקרים חקרו את המיקרו-קשיות, תכונות המתיחה ותכונות העייפות. תוצאות הבדיקה מראות כי: אזור הריתוך של החיבור המרותך בלייזר מסגסוגת אלומיניום 2A97-T3/T4 מתרכך באופן משמעותי. המקדם הוא סביב 0.6, הקשור בעיקר להמסה ולקושי שלאחר מכן בשקיעת פאזת החיזוק; מקדם החוזק של חיבור סגסוגת אלומיניום 2A97-T4 המרותך בלייזר סיבים IPGYLR-6000 יכול להגיע ל-0.8, אך הפלסטיות נמוכה, בעוד שבלייזר סיבים IPGYLS-4000...ריתוך לייזרמקדם החוזק של חיבורי סגסוגת אלומיניום 2A97-T3 המרותכים בלייזר הוא כ-0.6; פגמי נקבוביות הם המקור לסדקים בעייפות במפרקי סגסוגת אלומיניום 2A97-T3 המרותכים בלייזר.
במצב סינכרוני, בהתאם למורפולוגיות גבישיות שונות, FZ מורכב בעיקר מגבישים עמודיים וגבישים שווי ציר. לגבישים העמודיים יש אוריינטציה אפיטקסיאלית של גדילת EQZ, וכיווני הגדילה שלהם ניצבים לקו ההיתוך. הסיבה לכך היא שפני השטח של גרגיר ה-EQZ הם חלקיק התגרענות מוכן, ופיזור החום בכיוון זה הוא המהיר ביותר. לכן, הציר הקריסטלוגרפי העיקרי של קו ההיתוך האנכי גדל באופן מועדף והצדדים מוגבלים. ככל שהגבישים העמודיים גדלים לכיוון מרכז הריתוך, המורפולוגיה המבנית משתנה ונוצרים דנדריטים עמודיים. במרכז הריתוך, הטמפרטורה של בריכת המותך גבוהה, קצב פיזור החום זהה בכל הכיוונים, והגרגירים גדלים בצורה שווה צירית לכל הכיוונים, ויוצרים דנדריטים שווי ציר. כאשר הציר הקריסטלוגרפי העיקרי של הדנדריטים שווי הציר משיק בדיוק למישור הדגימה, ניתן לראות גרגירים דמויי פרחים ברורים בשלב המטלוגרפי. בנוסף, בהשפעת קירור-על של רכיבים מקומיים באזור הריתוך, פסים בעלי גרגירים עדינים בעלי צירים שווים מופיעים בדרך כלל באזור התפר המרותך של חיבור T במצב סינכרוני, ומורפולוגיית הגרעינים בפס הגרגירים העדינים בעלי צירים שווים שונה ממורפולוגיית הגרעינים של EQZ. מראה זהה. מכיוון שתהליך החימום של TSTB-LW במצב הטרוגני שונה מזה של TSTB-LW במצב סינכרוני, ישנם הבדלים ברורים במקרומורפולוגיה ובמורפולוגיה של המיקרו-מבנה. חיבור T TSTB-LW במצב ההטרוגני עבר שני מחזורים תרמיים, והראה מאפייני בריכת מותכת כפולה. ישנו קו היתוך משני ברור בתוך הריתוך, ובריכת המותכת שנוצרת בריכת הולכה תרמית קטנה. בתהליך TSTB-LW במצב ההטרוגני, ריתוך החדירה העמוקה מושפע מתהליך החימום של ריתוך הולכה תרמית. לדנדריטים העמודיים ולדנדריטים בעלי ציר שווה הקרוב לקו ההיתוך המשני יש פחות גבולות תת-גרעינים והם הופכים לגבישים עמודיים או תאיים, דבר המצביע על כך שתהליך החימום של ריתוך מוליכות תרמית משפיע על ריתוכים עם חדירה עמוקה. וגודל הגרעינים של הדנדריטים במרכז הריתוך המוליך תרמית הוא 2-5 מיקרון, קטן בהרבה מגודל הגרעינים של הדנדריטים במרכז הריתוך עם חדירה עמוקה (5-10 מיקרון). זה קשור בעיקר לחימום המקסימלי של הריתוכים משני הצדדים. הטמפרטורה קשורה לקצב הקירור שלאחר מכן.
3) עקרון ריתוך ציפוי אבקה בלייזר כפול-קרן
4)חוזק גבוה של חיבור הלחמה
בניסוי ריתוך אבקת לייזר בקרן כפולה, מכיוון ששתי קרני הלייזר מפוזרות זו לצד זו משני צידי חוט הגשר, טווח הלייזר והמצע גדול יותר מזה של ריתוך אבקת לייזר בקרן יחידה, ומחברי ההלחמה המתקבלים אנכיים לחוט הגשר. כיוון החוט מוארך יחסית. איור 3.6 מציג את מחברי ההלחמה המתקבלים בריתוך אבקת לייזר בקרן יחידה ובקרן כפולה. במהלך תהליך הריתוך, האם מדובר בריתוך כפולריתוך לייזרשיטה או קרן אחתריתוך לייזרבשיטה זו, נוצרת שלולית מותכת מסוימת על חומר הבסיס באמצעות הולכת חום. בדרך זו, מתכת חומר הבסיס המותכת בבריכה המותכת יכולה ליצור קשר מטלורגי עם אבקת הסגסוגת המותכת בעלת ההזרקה העצמית, ובכך להשיג ריתוך. בעת שימוש בלייזר בעל קרן כפולה לריתוך, האינטראקציה בין קרן הלייזר לחומר הבסיס היא האינטראקציה בין אזורי הפעולה של שתי קרני הלייזר, כלומר, האינטראקציה בין שתי שלוליות המותכות שנוצרות על ידי הלייזר על החומר. בדרך זו, נוצרת היתוך חדש. השטח גדול יותר מזה של קרן יחידה.ריתוך לייזר, כך שמחברי ההלחמה המתקבלים על ידי קרן כפולהריתוך לייזרחזקים יותר מאשר קורות בודדותריתוך לייזר.
2. יכולת הלחמה וחזרה גבוהה
בקורה אחתריתוך לייזרבניסוי, מכיוון שמרכז נקודת הלייזר הממוקדת פועל ישירות על חוט המיקרו-גשר, לחוט הגשר יש דרישות גבוהות מאוד עבורריתוך לייזרפרמטרי תהליך, כגון פיזור צפיפות אנרגיית הלייזר לא אחיד ועובי אבקת הסגסוגת לא אחיד. זה יוביל לשבירת חוט במהלך תהליך הריתוך ואף יגרום ישירות לאידוי חוט הגשר. בשיטת ריתוך לייזר כפולת קרן, מכיוון שמרכזי הנקודות הממוקדים של שתי קרני הלייזר אינם פועלים ישירות על חוטי המיקרו-גשר, הדרישות המחמירות לפרמטרי תהליך ריתוך הלייזר של חוטי הגשר מופחתות, ויכולת הריתוך והחזרה משתפרות מאוד.
זמן פרסום: 17 באוקטובר 2023
