అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహ లేజర్ వెల్డింగ్‌లో సాధారణ లోపాలు

సాధారణ లోపాలుఅల్యూమినియం మిశ్రమ లోహ లేజర్ వెల్డింగ్

లేజర్ ఆటోజెనస్ వెల్డింగ్ అయినా లేదాలేజర్-ఆర్క్ హైబ్రిడ్ వెల్డింగ్అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల కోసం దీనిని ఉపయోగించినప్పుడు, కొన్ని సాధారణ సాంకేతిక సమస్యలు ఉన్నాయి, అనగా, ప్రక్రియ పారామితులు మరియు వెల్డింగ్ పరిస్థితులు లోహశాస్త్రపరంగా సరిగ్గా లేకపోతే లోపాలు సంభవించవచ్చు.అనుచితమైనది.అల్యూమినియం మిశ్రమలోహాల జాయింట్‌లలోని లోపాలు ప్రధానంగా రెండు రకాలుగా ఉంటాయి: వెల్డ్ పోరోసిటీ మరియు వెల్డింగ్ హాట్ క్రాక్స్. పోరోసిటీ మరియు హాట్ క్రాక్స్‌తో పాటు, అల్యూమినియం మిశ్రమలోహాల లేజర్ వెల్డింగ్‌లో అండర్‌కట్ మరియు పేలవమైన బ్యాక్‌సైడ్ ఫార్మేషన్ వంటి లోపాలు కూడా ఉంటాయి. వెల్డ్ పోరోసిటీతో పోలిస్తే, వెల్డింగ్ పగుళ్లు (కంటితో లేదా తక్కువ మాగ్నిఫికేషన్ కింద కనిపించేవి) ఏర్పడే సంభావ్యత ఎక్కువగా ఉండదు. అయినప్పటికీ, పగుళ్లు మరింత ప్రమాదకరమైనవి కాబట్టి, JIS Z 3105 ప్రకారం, ఒకసారి వెల్డ్‌లో పగులు కనుగొనబడితే, ఆ వెల్డ్‌ను క్లాస్ IVగా నిర్ధారించాలి. అండర్‌కట్, పేలవమైన బ్యాక్‌సైడ్ ఫార్మేషన్ మరియు ఇతర లోపాలు చాలావరకు సరికాని వేగ నియంత్రణ లేదా సరిపోలని ప్రాసెస్ పారామితుల వల్ల సంభవించే తీవ్రమైన లోపాలు. ఇటువంటి లోపాలు సాధారణంగా ప్రాసెస్ అన్వేషణ మరియు డీబగ్గింగ్ దశలో కనిపిస్తాయి, మరియు సాధారణ వాస్తవ ఉత్పత్తి కార్యకలాపాలలో అరుదుగా సంభవిస్తాయి. అందువల్ల, పోరోసిటీ అనేది అల్యూమినియం మిశ్రమలోహాల లేజర్ వెల్డింగ్‌లో మరియు వెల్డ్ చేసిన నిర్మాణాల సేవలో మరింత హానికరమైన ఒక రకమైన లోపం, మరియు దీనిని ప్రాథమికంగా తొలగించడం కష్టం.

1. సచ్ఛిద్రత

రంధ్రాల నిర్మాణం అనేది అత్యంత సాధారణమైన మరియు ప్రధానమైన ఘనపరిమాణ లోపంఅల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల లేజర్ వెల్డింగ్వందల మైక్రాన్ల నుండి అనేక మిల్లీమీటర్ల వరకు పరిమాణాలలో ఉంటాయి. ఇది ఏర్పడే విధానం ఇంకా పూర్తిగా స్పష్టంగా లేదు. పోరోసిటీ వెల్డ్ యొక్క ప్రభావవంతమైన పని చేసే విభాగాన్ని బలహీనపరచడమే కాకుండా, ఒత్తిడి కేంద్రీకరణకు కారణమవుతుంది, దీనివల్ల వెల్డెడ్ జాయింట్ యొక్క డైనమిక్ బలం మరియు ఫెటీగ్ పనితీరు తగ్గుతుంది.

హైడ్రోజన్ ఉన్న వాతావరణంలో అల్యూమినియం మిశ్రమలోహం కరిగినప్పుడు, దాని అంతర్గత హైడ్రోజన్ పరిమాణం 0.69 ml/100g కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, కానీ మిశ్రమలోహం ఘనీభవించిన తర్వాత, సమతాస్థితిలో దాని హైడ్రోజన్ ద్రావణీయత గరిష్టంగా 0.036 ml/100g ఉంటుంది. సాధారణంగా లేజర్ వెల్డింగ్ యొక్క శీతలీకరణ ప్రక్రియలో, హైడ్రోజన్ ద్రావణీయత వేగంగా పడిపోతుందని, మరియు అధిక సంతృప్త హైడ్రోజన్ అవక్షేపణ వలన హైడ్రోజన్ రంధ్రత ఏర్పడుతుందని నమ్ముతారు. తక్కువ ద్రవీభవన స్థానం మరియు అధిక బాష్పీభవన పీడనం గల మిశ్రమలోహ మూలకాల బాష్పీభవనం కూడా రంధ్రతకు దారితీయవచ్చు, దీనిని లోహ సంగ్రహణ రంధ్రత (మెటలర్జికల్ పోరోసిటీ) అంటారు. అదనంగా, లేజర్ కిరణం యొక్క అంతరాయం మరియు కీహోల్ యొక్క అస్థిరత కూడా రంధ్రతను ఏర్పరచగలవు, కానీ అటువంటి రంధ్రత క్రమరహిత ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దీనిని ప్రక్రియ-ప్రేరిత రంధ్రత (ప్రాసెస్-ఇండ్యూస్డ్ పోరోసిటీ) అని పిలుస్తారు. అల్యూమినియం మిశ్రమలోహాల అధిక రసాయన క్రియాశీలత కారణంగా, ఉపరితలంపై ఆక్సైడ్ పొర సులభంగా ఏర్పడుతుంది. వెల్డింగ్ సమయంలో, అల్యూమినియం మిశ్రమలోహం ఉపరితలంపై ఉన్న ఆక్సైడ్ పొర నుండి వియోగం చెందిన స్ఫటికాకార నీరు మరియు మిశ్రమ నీరు, గాలిలోని తేమ మరియు రక్షక వాయువుతో కలిసి, లేజర్ చర్య వలన అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రాంతంలో నేరుగా వియోగం చెంది హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ హైడ్రోజన్ వాయువులు కరిగిన లోహం చల్లబడి, ఘనీభవించే సమయంలో అవక్షేపించి బుడగలుగా ఏర్పడవచ్చు లేదా అసంపూర్తిగా కరిగిన ఆక్సైడ్ పొరపై నేరుగా బుడగలను ఏర్పరచవచ్చు. అల్యూమినియం మిశ్రమలోహాల తక్కువ సాంద్రత కారణంగా, కరిగిన లోహంలో బుడగలు పైకి లేచే వేగం నెమ్మదిగా ఉంటుంది. అదనంగా, అల్యూమినియం మిశ్రమలోహాలకు అధిక ఉష్ణ వాహకత ఉంటుంది, మరియు కరిగిన లోహం చల్లబడి, ఘనీభవించే వేగం అత్యంత వేగంగా ఉంటుంది. కొన్ని బుడగలు సమయానికి బయటకు వెళ్లలేక వెల్డ్‌లోనే ఉండిపోతాయి, తద్వారా లోహ సంబంధిత రంధ్రత ఏర్పడుతుంది. అల్యూమినియం మిశ్రమలోహ వెల్డ్‌లలోని రంధ్రతలో ప్రధాన వాయువు హైడ్రోజన్ అని అధ్యయనాలు చూపించాయి, కాబట్టి అల్యూమినియం మిశ్రమలోహ వెల్డ్‌లలోని రంధ్రతను కొన్నిసార్లు హైడ్రోజన్ రంధ్రత అని కూడా పిలుస్తారు. స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ కింద పోరోసిటీ పగుళ్లను పరిశీలించినప్పుడు, ఆ పోరోసిటీ ఎక్కువగా గోళాకార రూపాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, దీనిలో డెండ్రైటిక్ స్ఫటికాల యొక్క డెండ్రైట్ చివరలు దగ్గరగా అమర్చబడి ఉంటాయి, మరియు లోపలి గోడ నునుపుగా, శుభ్రంగా మరియు ఆక్సీకరణ ఆనవాళ్లు లేకుండా ఉంటుంది. పోరోసిటీ ఉండటం వల్ల వెల్డ్ యొక్క కాంపాక్ట్‌నెస్ మరియు జాయింట్ యొక్క బేరింగ్ సామర్థ్యం తగ్గడమే కాకుండా, జాయింట్ యొక్క బలం మరియు ప్లాస్టిసిటీ కూడా వివిధ స్థాయిలలో తగ్గుతాయి.

2. వేడి పగుళ్లు

కరిగిన పూల్ మెటల్ యొక్క ఘనీభవన ప్రక్రియలో హాట్ క్రాక్స్ (ఘనీభవన పగుళ్లు మరియు ద్రవీభవన పగుళ్లతో సహా) ఏర్పడతాయి మరియు ఇవి అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల లేజర్ వెల్డింగ్‌లో సాధారణంగా కనిపించే లోప రకాల్లో ఒకటి. ఘనీభవన పగుళ్ల యొక్క ఫ్రాక్చర్ మార్ఫాలజీలో అత్యంత స్పష్టమైన లక్షణం ఏమిటంటే, పగులు ఉపరితలం పెద్ద విస్తీర్ణంలో నునుపైన కానీ అసమానమైన రేణువుల వంటి గులకరాళ్లు లేదా బంగాళాదుంపల వంటి నిర్మాణాలతో కూడి ఉంటుంది, మరియు ఉపరితలంపై తరచుగా అంతర-రేణువుల అల్ప-ద్రవీభవన-స్థానం గల యూటెక్టిక్స్ లేదా ద్రవ పొర మడతలు, అలాగే డెండ్రైట్‌ల పెళుసు పగులు ఆనవాళ్లు ఉంటాయి. ద్రవీభవన పగుళ్ల యొక్క ఫ్రాక్చర్ మార్ఫాలజీ ఘనీభవన పగుళ్ల మాదిరిగానే ఉంటుంది, కానీ ఇది అధిక-ఉష్ణోగ్రత అంతర-రేణు పగులు లేదా ఘనీభవన పగులు యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. ఫెటీగ్ లోడింగ్ కింద ఫ్యూజన్-వెల్డెడ్ జాయింట్ల ఫెటీగ్ ఫ్రాక్చర్‌లో, ఇటువంటి హాట్ క్రాక్స్ వల్ల కలిగే ఫెటీగ్ క్రాక్ మూలాలు కూడా సాధారణం. అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల లేజర్ వెల్డింగ్‌లో హాట్ క్రాక్స్‌కు కారణాలు ప్రధానంగా వాటి స్వంత లక్షణాలు మరియు వెల్డింగ్ ప్రక్రియలకు సంబంధించినవి. అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలు ఘనీభవనం సమయంలో అధిక సంకోచ రేటును (5% వరకు) కలిగి ఉంటాయి, దీని ఫలితంగా అధిక వెల్డింగ్ ఒత్తిడి మరియు విరూపణం ఏర్పడతాయి; అదనంగా, వెల్డ్ లోహం ఘనీభవించే సమయంలో గ్రెయిన్ సరిహద్దుల వెంబడి అల్ప-ద్రవీభవన-స్థానం గల యూటెక్టిక్ నిర్మాణాలు ఏర్పడతాయి, ఇది గ్రెయిన్ సరిహద్దుల బంధన శక్తిని బలహీనపరుస్తుంది, తద్వారా తన్యత ఒత్తిడి చర్య కింద వేడి పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. అంతేకాకుండా, అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల లేజర్ వెల్డింగ్‌లో పగుళ్ల స్వరూపాలను ఈ క్రింది వర్గాలుగా సంగ్రహించవచ్చు: వెల్డ్ సెంటర్ పగుళ్లు; వెల్డ్ ఫ్యూజన్ లైన్ పగుళ్లు; వెల్డ్స్‌లో ఇంటర్‌గ్రెయిన్యులర్ పగుళ్లు; ఉష్ణ-ప్రభావిత జోన్ ద్రవీభవన పగుళ్లు; ఆక్సైడ్ పొరల వల్ల కలిగే పగుళ్లు; మరియు ఇంటర్‌గ్రెయిన్యులర్ సూక్ష్మ పగుళ్లు.

అంతేకాకుండా, వెల్డింగ్ సమయంలో సరైన రక్షణ లేకపోవడం వల్ల వెల్డ్ మెటల్ గాలిలోని వాయువులతో చర్య జరుపుతుంది, మరియు ఏర్పడిన ఇన్‌క్లూజన్‌లు కూడా పగుళ్లకు సంభావ్య మూలాలుగా ఉంటాయి. అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల వెల్డింగ్ సమయంలో హాట్ క్రాకింగ్ ధోరణిపై మిశ్రమ లోహాల మూలకాల రకం మరియు పరిమాణం గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతాయి. సాధారణంగా, Al-Si మరియు Al-Mn సిరీస్ అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలు మంచి వెల్డబిలిటీని కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటిలో హాట్ క్రాక్స్ సులభంగా ఏర్పడవు; అయితే Al-Mg, Al-Cu మరియు Al-Zn సిరీస్ అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలు సాపేక్షంగా అధిక హాట్ క్రాకింగ్ ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి. హీటింగ్ మరియు కూలింగ్ రేట్లను నియంత్రించడానికి వెల్డింగ్ ప్రక్రియ పారామితులను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా హాట్ క్రాకింగ్ ధోరణిని తగ్గించవచ్చు. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, లేజర్-ఆర్క్ హైబ్రిడ్ వెల్డింగ్ యొక్క హాట్ క్రాకింగ్ ధోరణి లేజర్ ఫిల్లర్ వైర్ వెల్డింగ్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది, మరియు లేజర్ ఆటోజెనస్ వెల్డింగ్ కంటే లేజర్ ఫిల్లర్ వైర్ వెల్డింగ్ యొక్క హాట్ క్రాకింగ్ ధోరణి మరింత మెరుగ్గా ఉంటుంది.

3. అండర్‌కట్ మరియు బర్న్-త్రూ

అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలకు అయనీకరణ శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు వెల్డింగ్ సమయంలో కాంతి-ప్రేరిత ప్లాస్మా అధిక వేడికి మరియు వ్యాకోచానికి గురయ్యే అవకాశం ఉంది, దీని ఫలితంగా వెల్డింగ్ ప్రక్రియలు అస్థిరంగా ఉంటాయి. అదనంగా, ద్రవ అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలు మంచి ద్రవత్వాన్ని మరియు తక్కువ ఉపరితల తన్యతను కలిగి ఉంటాయి. చొచ్చుకుపోవడాన్ని (పెనెట్రేషన్) మెరుగుపరచడానికి, తరచుగా అధిక రక్షిత వాయు ప్రవాహ రేటు మరియు లేజర్ అవుట్‌పుట్ పవర్ అవసరమవుతాయి, ఇది వెల్డింగ్ ప్రక్రియ యొక్క స్థిరత్వాన్ని క్షీణింపజేస్తుంది. దీనివల్ల ఒత్తిడిలో కరిగిన ద్రవం తీవ్రంగా హెచ్చుతగ్గులకు గురై, అండర్‌కట్ మరియు బర్న్-త్రూ వంటి లోపాలకు సులభంగా దారితీస్తుంది. వెల్డ్ వెనుక భాగంలో నీటితో చల్లబరిచే రాగి పలకను అమర్చడం ద్వారా లేజర్-వెల్డింగ్ చేసిన అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహ పలకల వెనుక వైపు ఆకృతిని సమర్థవంతంగా మెరుగుపరచవచ్చు.

4. స్లాగ్ చేరిక

కార్ బాడీ వెల్డింగ్‌లో తరచుగా సంభవించే మరో రకమైన లోపం వెల్డ్ స్లాగ్ ఇన్‌క్లూజన్. వెల్డింగ్ చేసిన భాగాల మరియు వెల్డింగ్ వైర్ల ఉపరితలంపై ఉండే ఆక్సైడ్‌ల నుండి, అలాగే అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహ పదార్థాల స్థానికీకరణలో జరిగే అస్థిర ప్రక్రియల నుండి ప్రధానంగా స్లాగ్ ఇన్‌క్లూజన్ ఏర్పడుతుందని అధ్యయనాలు వెల్లడించాయి. అందువల్ల, అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహ పదార్థాల తయారీదారులు ముడి పదార్థాలలో మలినాలు మరియు హైడ్రోజన్ పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి, అలాగే ఉత్పత్తుల నాణ్యత స్థిరత్వాన్ని పెంచడానికి సాంకేతిక ఆవిష్కరణలను బలోపేతం చేసి, కాస్టింగ్ ప్రక్రియలను మెరుగుపరచాలి.