లేజర్ వెల్డింగ్ – అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల అడ్జస్టబుల్ రింగ్ మోడ్ (ARM) లేజర్ వెల్డింగ్‌పై ఆసిలేషన్ పారామితుల ప్రభావం

లేజర్ వెల్డింగ్ – అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల అడ్జస్టబుల్ రింగ్ మోడ్ (ARM) లేజర్ వెల్డింగ్‌పై ఆసిలేషన్ పారామితుల ప్రభావం

1.సారాంశం

ఈ అధ్యయనం సర్దుబాటు చేయగల రింగ్ మోడ్ (ARM) యొక్క ఉపరితల నాణ్యత, స్థూల మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణాలు, మరియు సచ్ఛిద్రతపై డోలనం వ్యాప్తి మరియు పౌనఃపున్యం యొక్క ప్రభావాలను పరిశోధిస్తుంది.లేజర్ డోలనం వెల్డింగ్A5083 అల్యూమినియం మిశ్రమలోహ ప్లేట్లు. ఆసిలేషన్ వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ, వెల్డ్ ఉపరితల నాణ్యత మెరుగుపడుతుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. వ్యాప్తి పెరిగేకొద్దీ, వెల్డ్ క్రాస్-సెక్షన్ "గోబ్లెట్" ఆకారం నుండి "చంద్రవంక" ఆకారంలోకి మారుతుంది. మైక్రోస్ట్రక్చరల్ విశ్లేషణ ప్రకారం, స్టిరింగ్ ఎఫెక్ట్ మరియు శీతలీకరణ రేటు తగ్గుదల మధ్య పోటీ కారణంగా, ఆసిలేషన్ వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగినప్పటికీ వెల్డ్ యొక్క గ్రెయిన్ సైజు తగ్గదు. ఆసిలేషన్ పారామితులు పెరిగేకొద్దీ వెల్డ్ పోరోసిటీ తగ్గుతుంది, వ్యాప్తి 2 మి.మీ. ఉన్నప్పుడు తుది పోరోసిటీ 0.22%కి చేరుకుంటుంది. త్రీ-డైమెన్షనల్ ఎక్స్-రే టోమోగ్రఫీ, పోర్ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌పై ఆసిలేషన్ ప్రభావాన్ని మరింతగా నిర్ధారిస్తుంది: పెద్ద రంధ్రాలు కరిగిన పూల్ వెనుక సమూహంగా ఏర్పడతాయి, అయితే చిన్న రంధ్రాలు మెరుగైన సమరూపతను చూపుతాయి. ఈ పరిశోధన, A5083 అల్యూమినియం మిశ్రమలోహ అనువర్తనాలలో అధిక-నాణ్యత లేజర్ వెల్డింగ్‌ను సాధించడానికి ఆసిలేషన్ పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి విలువైన అంతర్దృష్టులను అందిస్తుంది.

2 పరిశ్రమ నేపథ్యం

అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలు తక్కువ బరువు, అధిక విశిష్ట బలం మరియు మంచి తుప్పు నిరోధకత వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఆటోమోటివ్, హై-స్పీడ్ రైలు, ఏరోస్పేస్ మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. లేజర్ వెల్డింగ్ అధిక సామర్థ్యం, ​​చిన్న ఉష్ణ-ప్రభావిత ప్రాంతం మరియు చిన్న వెల్డింగ్ వైకల్యం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. అందువల్ల,లేజర్ వెల్డింగ్ అనేది మందపాటి ప్లేట్లకు అనువైన, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన వెల్డింగ్ పద్ధతి.ఇది వెల్డ్ పాస్‌ల సంఖ్యను గణనీయంగా తగ్గించగలదు. అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాల లేజర్ వెల్డింగ్‌లో పోరోసిటీ ఒక ముఖ్యమైన లోపం, ఇది వెల్డ్ చేసిన జాయింట్ల యాంత్రిక లక్షణాలను తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. అందువల్ల, పోరోసిటీ ఏర్పడటాన్ని తగ్గించడానికి మరియు తొలగించడానికి విస్తృతమైన అధ్యయనాలు జరిగాయి, వీటిలో షీల్డింగ్ గ్యాస్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడం, డ్యూయల్-బీమ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించడం, మాడ్యులేటెడ్ లేజర్ పవర్ సిస్టమ్‌లను ఉపయోగించడం మరియు ఆసిలేటింగ్ బీమ్ పద్ధతులను అవలంబించడం వంటివి ఉన్నాయి. లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డింగ్ టెక్నాలజీ, లేజర్ వెల్డింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలను తన సొంత లక్షణాలతో మిళితం చేయగల సామర్థ్యం వల్ల ప్రత్యేకంగా నిలుస్తుంది. లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డింగ్‌ను ఉపయోగించడం వల్ల పోరోసిటీని తగ్గించడమే కాకుండా, వెల్డ్ యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చర్‌ను మెరుగుపరచి, వెల్డ్ నాణ్యతను పెంచవచ్చు. పెద్ద సంఖ్యలో అధ్యయనాలు ప్రధానంగా లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డింగ్ యొక్క వివిధ అంశాలపై దృష్టి సారించాయి, వీటిలో పోరోసిటీ తగ్గింపు, శక్తి పంపిణీ యొక్క ఆప్టిమైజేషన్, గ్రెయిన్ నిర్మాణం యొక్క శుద్ధీకరణ మరియు కరిగిన పూల్‌లో ద్రవీభవన ప్రవాహం యొక్క లక్షణాలను గుర్తించడం వంటివి ఉన్నాయి. లేజర్ వెల్డింగ్‌లో ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ మరియు చొచ్చుకుపోయే లోతులో లేజర్ శక్తి పంపిణీ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. ఒక నిర్దిష్ట డోలనం వ్యాప్తి వద్ద, స్కానింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ, వెల్డింగ్ ప్రక్రియ లోతైన చొచ్చుకుపోయే వెల్డింగ్ నుండి అస్థిరమైన వెల్డింగ్‌కు, చివరకు ఉష్ణ వాహక వెల్డింగ్‌కు మారుతుంది. స్కానింగ్ వ్యాప్తి మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం వల్ల రంధ్రాలను తగ్గించవచ్చని, కానీ వెల్డ్ యొక్క చొచ్చుకుపోయే లోతును కూడా గణనీయంగా తగ్గించవచ్చని, తద్వారా వెల్డ్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను తగ్గించవచ్చని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, సర్దుబాటు చేయగల రింగ్ మోడ్ (ARM) లేజర్ అభివృద్ధి చేయబడింది, ఇది కీహోల్‌ను స్థిరీకరించడం మరియు వెల్డింగ్ నాణ్యతను మెరుగుపరచడం లక్ష్యంగా, లేజర్ శక్తిని అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన కోర్ మరియు తక్కువ శక్తి సాంద్రత కలిగిన రింగ్‌గా విభజిస్తుంది. పరిశోధకులు ARM లేజర్ డోలనం వెల్డింగ్‌ను ఉపయోగించి, వివిధ కోర్/రింగ్ పవర్ నిష్పత్తులు మరియు డోలనం వెడల్పుల కింద 6xxx అధిక-బలం గల అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలను వెల్డ్ చేశారు. వెల్డ్ జ్యామితిని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన అంశం కోర్-రింగ్ పవర్ నిష్పత్తి కాకుండా డోలనం వెడల్పు అని ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. అయితే, డోలనం మరియు ARM లేజర్ కలయిక కింద రంధ్రాల పంపిణీ మరియు దాని నిరోధక యంత్రాంగంపై అధ్యయనం చేయబడలేదు. ఈ పత్రంలో, వెల్డ్ యొక్క రంధ్రాలను తగ్గించడానికి, అధిక చొచ్చుకుపోయే లోతును మరియు మెరుగైన వెల్డ్ నాణ్యతను పొందడానికి ఒక కొత్త ARM లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డింగ్ సాంకేతికతను అవలంబించడం జరిగింది. వివిధ ఆసిలేషన్ పౌనఃపున్యాలు మరియు వ్యాప్తుల కింద లేజర్ శక్తి పంపిణీ, కరిగిన పూల్ యొక్క గతిశీల ప్రవర్తన మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణంపై ఒక సమగ్ర అధ్యయనం నిర్వహించబడింది.

3. ప్రయోగాత్మక లక్ష్యాలు మరియు విధానాలు

అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహాలను వెల్డింగ్ చేయడానికి వృత్తాకార లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించారు. ఆధార పదార్థం (BM) 5083-O అల్యూమినియం మిశ్రమ లోహం, దీని కొలతలు 300mm × 100mm × 5mm (పొడవు × వెడల్పు × మందం), మరియు దాని రసాయన కూర్పు పట్టికలో చూపబడింది. వెల్డింగ్ చేయడానికి ముందు, ఉపరితల ఆక్సైడ్ పొరను తొలగించడానికి నమూనాలను పాలిష్ చేశారు, ఆపై ఉపరితల నూనెను తొలగించడానికి అల్ట్రాసోనిక్ బాత్‌లో 15 నిమిషాల పాటు ఎసిటోన్‌తో శుభ్రం చేశారు.లేజర్ వెల్డింగ్ వ్యవస్థఇది ప్రధానంగా ఒక కుకా రోబోట్, ఒక ట్రూడిస్క్ 8001 డిస్క్ లేజర్, మరియు ఒక 3D PFO గాల్వనోమీటర్ స్కానర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ట్రూడిస్క్ 8001 డిస్క్ లేజర్‌ను సర్దుబాటు చేయగల రింగ్ మోడ్ లేజర్ సోర్స్‌గా ఉపయోగించారు, దీని కోర్/రింగ్ ఫైబర్ నిష్పత్తి 100/400 μm మరియు గరిష్ట అవుట్‌పుట్ పవర్ 8 kW (తరంగదైర్ఘ్యం 1030 nm, బీమ్ క్వాలిటీ పారామీటర్ 4.0 mm·rad). లేజర్ బీమ్ ఒక కోర్ భాగం మరియు ఒక రింగ్ భాగంతో కూడి ఉంటుంది, ఇక్కడ మధ్య కోర్ భాగంలోని లేజర్ ఒక కీహోల్‌ను (లేజర్ శక్తిలో 60%) ఉత్పత్తి చేస్తుంది, మరియు రింగ్ భాగంలోని లేజర్ మంచి ఉష్ణోగ్రత పంపిణీని (లేజర్ శక్తిలో 40%) నిర్ధారిస్తుంది, ఇది పటం (b)లో చూపబడింది. కొలిమేటర్ మరియు ఫోకసింగ్ లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ లెంగ్త్‌లు వరుసగా 138 mm మరియు 450 mm. వెల్డింగ్ ప్రక్రియ సమయంలో, దానిని నిజ సమయంలో పర్యవేక్షించడానికి, 5000 fps షూటింగ్ వేగం మరియు 1 μs ఎక్స్‌పోజర్ సమయంతో ఫాంటమ్ V1840 హై-స్పీడ్ కెమెరా మరియు కావిలక్స్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ కాంతి మూలాన్ని ఉపయోగించారు. ఈ అధ్యయనంలో, వృత్తాకార కిరణం యొక్క కంపన పథం, లేజర్ కదలిక మార్గం మరియు తక్షణ వేగాన్ని పటంలో చూపిన విధంగా నిర్వచించారు.

4 ఫలితాలు మరియు చర్చ

4.1 వెల్డ్ స్వరూప లక్షణాలు వివిధ లేజర్ డోలనా రీతుల క్రింద వెల్డ్ ఉపరితల స్వరూపాలు పటంలో చూపబడ్డాయి. సాంప్రదాయ సరళ-రేఖ వెల్డింగ్ యొక్క వెల్డ్ ఉపరితలం గరుకుగా (గరుకుదనం 78.01 μm) ఉందని, వెల్డ్ అలల కొనసాగింపు పేలవంగా ఉందని మరియు వెల్డ్ వ్యాప్తి సరిపోదని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. సరిపోని వెల్డ్ నిర్మాణం, తీవ్రమైన స్పాటర్ మరియు అండర్‌కట్ కూడా గమనించబడ్డాయి. డోలనా వ్యాప్తి మరియు పౌనఃపున్యం పెరిగేకొద్దీ, వెల్డ్ ఉపరితలం దట్టమైన మరియు ఏకరీతి చేప పొలుసుల వంటి నిర్మాణాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. 0.5 మిమీ, 1 మిమీ మరియు 2 మిమీ డోలనా వ్యాప్తులతో ఉన్న వెల్డ్‌ల ఉపరితల గరుకుదనం వరుసగా 80.71 μm, 49.63 μm మరియు 31.12 μm గా ఉంది. స్పాటర్ వలన ఏర్పడిన అసమానతలు లేదా ఉబ్బెత్తులు లేవు. అధిక డోలనా పౌనఃపున్యం మరింత క్రమబద్ధమైన ద్రవ పూల్ ప్రవాహానికి, లేజర్ పుంజం యొక్క బలమైన కదిలించే ప్రభావానికి మరియు మరింత ఆదర్శవంతమైన వెల్డ్ ఉపరితలానికి దారితీస్తుందని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. ప్రాథమికంగా, లేజర్ వెల్డ్ యొక్క ఆకారం లేజర్ పుంజం యొక్క కదలికతో కారణ సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. వెల్డింగ్ సమయంలో, కంపన వ్యాప్తి మరియు పౌనఃపున్యంలో మార్పులు వెల్డింగ్ వేగాన్ని మారుస్తాయి, తద్వారా లేజర్ యొక్క రేఖీయ శక్తి సాంద్రత మరియు మొత్తం ఉష్ణ ప్రవేశాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. వెల్డ్ యొక్క అడ్డుకోత స్వరూపం "పాత్ర" ఆకారంలో ఉంటుంది, ఇది రెండు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: కింది భాగం "కాండం" మరియు పై భాగం "గిన్నె". చొచ్చుకుపోయే లోతు మరియు "కాండం" వరుసగా H1 మరియు H2 గా నిర్వచించబడ్డాయి, మరియు వెల్డ్ ("గిన్నె") మరియు "కాండం" యొక్క వెడల్పులు వరుసగా W1 మరియు W2 గా నిర్వచించబడ్డాయి. కంపన వ్యాప్తి పెరగడంతో పాటు వెల్డ్ వెడల్పులు W1 మరియు W2 రెండూ ఏకకాలంలో పెరుగుతాయి, మరియు వెల్డ్ స్వరూపం క్రమంగా "పాత్ర" ఆకారం నుండి "చంద్రవంక" ఆకారానికి మారుతుంది. గరిష్ఠ లేజర్ శక్తి సాంద్రత గమన పథం అతివ్యాప్తి వద్ద కనిపిస్తుంది. పటాలు (b, d) మరియు (c, e) లను పోల్చి చూస్తే, స్కానింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పెరగడం వల్ల స్కానింగ్ మార్గం వెంబడి ట్రాజెక్టరీ ఓవర్‌లాప్ ఏరియా పెరుగుతుందని, తద్వారా లేజర్ శక్తి పంపిణీ మరింత ఏకరీతిగా మారుతుందని చూడవచ్చు. అయితే, గరిష్ట శక్తి సాంద్రత తగ్గడం వెల్డ్ లోతు తగ్గడానికి దారితీస్తుంది.

4.2 ద్రవీభవన పూల్ ప్రవర్తన స్కానింగ్ మార్గం ద్రవీభవన పూల్ ప్రవర్తనపై చూపే ప్రభావాన్ని స్పష్టం చేయడానికి, ద్రవీభవన పూల్ మరియు కీహోల్ యొక్క పరిణామ ప్రక్రియను గమనించడానికి ఒక హై-స్పీడ్ కెమెరా వ్యవస్థను ఉపయోగించారు. పటం (ఎ) ఒక సరళ-రేఖ మార్గం కింద ద్రవీభవన పూల్ యొక్క పరిణామ ప్రక్రియను చూపుతుంది. పటాలు (బిఎఫ్) అనేవి వివిధ డోలనా పారామితుల కింద ద్రవీభవన పూల్ యొక్క పరిణామ రేఖాచిత్రాలు. డోలనా పౌనఃపున్యం మరియు వ్యాప్తి పెరిగేకొద్దీ, ద్రవీభవన పూల్ వెడల్పు విస్తరించడం వలన దాని వెనుక భాగం మరింత గుండ్రంగా మారుతుంది. ద్రవీభవన పూల్ పొడవు పెరిగేకొద్దీ, వెనుకకు వ్యాపించేటప్పుడు కీహోల్ విస్ఫోటనం వలన కలిగే ఉపరితల హెచ్చుతగ్గులు తగ్గుతాయి. అందువల్ల, ద్రవీభవన పూల్ వెనుక చివరన కరిగిన లోహం సజావుగా మరియు క్రమంగా ఘనీభవించి, ఏకరీతి మరియు దట్టమైన వెల్డ్ ఫిష్ స్కేల్స్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. లేజర్ వెల్డింగ్ సమయంలో కీహోల్ తెరుచుకునే ప్రాంతంలో వచ్చే మార్పును ఈ పటం చూపుతుంది, ఇది ద్రవీభవన పూల్ యొక్క హై-స్పీడ్ ఫోటోగ్రఫీ చిత్రాల నుండి తీసుకోబడింది. పటం (ఎ)లో చూపిన విధంగా, సరళరేఖ వెల్డింగ్ సమయంలో, కీహోల్ ఓపెనింగ్ పరిమాణంలో స్పష్టమైన హెచ్చుతగ్గులు కనిపిస్తాయి. కీహోల్ మూసుకుపోయిన (0 mm²) అనేక సందర్భాలు గమనించబడ్డాయి, సగటు కీహోల్ ఓపెనింగ్ వైశాల్యం 0.47 mm²గా ఉంది. డోలనం వ్యాప్తిని పెంచడం వల్ల కూడా హెచ్చుతగ్గులను తగ్గించి, స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు. ఎందుకంటే డోలనం వెల్డింగ్‌లో, శక్తిలో ఎక్కువ భాగం రెండు వైపులా పంపిణీ చేయబడుతుంది. అందువల్ల, కీహోల్ వద్ద అవుట్‌లెట్ విస్తరిస్తుంది, మరియు డోలనం వ్యాప్తి పెరుగుతుంది, తద్వారా ఓపెనింగ్ వైశాల్యం పెరుగుతుంది. వ్యాప్తి పెరగడం వల్ల లేజర్ పుంజం యొక్క కదలిక పరిధి విస్తరిస్తుంది, ఇది కీహోల్ యొక్క ఆవర్తన కదలిక వ్యాసార్థం విస్తరణకు దారితీస్తుంది. కరిగిన లోహం యొక్క స్నిగ్ధత మరియు కీహోల్ గోడ దగ్గర పనిచేసే హైడ్రోడైనమిక్ పీడనం కారణంగా, కీహోల్ ఓపెనింగ్ సమీపంలోని వెల్డింగ్ కరిగిన పూల్‌లో సుడిగుండాల కదలిక ఏర్పడుతుంది. కీహోల్ ఓపెనింగ్ వైశాల్యం విస్తరించడం దాని స్థిరత్వాన్ని పెంచుతుంది, బుడగలు ఏర్పడటాన్ని నివారిస్తుంది, తద్వారా రంధ్రాలను గణనీయంగా నిరోధిస్తుంది.

4.3 సూక్ష్మ నిర్మాణం ఈ పటం వివిధ డోలనా పౌనఃపున్యాలు మరియు వ్యాప్తుల వద్ద వెల్డ్ క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క EBSD స్వరూపాన్ని చూపుతుంది. లేజర్ వెల్డ్ యొక్క సంలీన రేఖకు సమీపంలో, స్తంభాకార డెండ్రైట్ కణాలు వెల్డ్ కేంద్రం వైపు పెరుగుతాయి. పటం (ఎ)లో చూపిన విధంగా, "గిన్నె" మరియు "కాండం" ప్రాంతాల మధ్య, స్తంభాకార కణాల పంపిణీలో స్పష్టమైన తేడాలను గమనించవచ్చు. స్తంభాకార కణాలు "గిన్నె" గోడ వెంబడి U-ఆకారంలో పంపిణీ చేయబడతాయి, అయితే "కాండం" ప్రాంతంలో, స్తంభాకార కణాలు సంలీన రేఖ వెంబడి U-ఆకారంలో పంపిణీ చేయబడతాయి. వెల్డ్ యొక్క ఘనీభవనం సమయంలో, సంలీన మండలంలో పాక్షికంగా ఘనీభవించిన కణాలు ఘనీభవన ఫ్రంట్ కోసం కేంద్రకాలుగా పనిచేస్తాయి మరియు గరిష్ట ఉష్ణోగ్రతా ప్రవణత దిశలో కరిగిన పూల్ సరిహద్దుకు లంబంగా ప్రాధాన్యతగా పెరుగుతాయి. లేజర్ యొక్క అధిక శక్తి సాంద్రత వెల్డింగ్ పూల్ లోపల అధిక వేడికి దారితీయడం వలన ఈ దృగ్విషయం సంభవిస్తుంది. అధిక ఉష్ణ ప్రవణత G మరియు మితమైన పెరుగుదల రేటు R, సూక్ష్మ నిర్మాణ పరివర్తనకు అవసరమైన పరిమితి కంటే G/R ను ఎక్కువగా చేస్తాయి, ఫలితంగా స్తంభాకార కణాలు ఏర్పడతాయి. వెల్డ్ కేంద్రం వద్ద ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత G తగ్గడం వల్ల, G/R నిష్పత్తి క్రమంగా సూక్ష్మ నిర్మాణ పరివర్తన పరిమితి కంటే తక్కువకు పడిపోయి, సమచతుర కణాలుగా మారుతుంది. సమచతుర కణాలు "గిన్నె" మరియు "కాండం" రెండింటి మధ్య భాగాలలో ఉంటాయి. వెల్డ్ యొక్క "కాండం" సన్నగా మరియు ఆధార పదార్థానికి దగ్గరగా ఉండటం వలన, చల్లబడే సమయంలో ఇది "గిన్నె" ప్రాంతం కంటే ముందే పూర్తిగా ఘనీభవిస్తుంది. ఘనీభవించిన "కాండం" భాగం "గిన్నె" అడుగుభాగంలో ఒక కేంద్రకంగా పనిచేసి, స్తంభాకార కణాల పైకి పెరుగుదలను ప్రోత్సహిస్తుంది. ఈ పటం సరళరేఖ మరియు డోలనాత్మక వెల్డింగ్ ప్రక్రియలను చూపుతుంది. లేజర్ డోలనాత్మక వెల్డింగ్‌లో లేజర్ పుంజం స్థానాన్ని నిరంతరం మార్చడం వలన మధ్యస్థ ద్రవ పూల్ పొడవు పెరిగి, అప్పటికే ఘనీభవించిన లోహం తిరిగి కరిగి, ఫలితంగా కణాల పెరుగుదల రేటు r తగ్గుతుందని చూపబడింది. ఇది దిగువ సమచతుర కణాల ప్రాంతంలో G/R తగ్గడానికి దారితీస్తుంది.

4.4 రంధ్రాల పంపిణీ: వెల్డ్‌ను సమగ్రంగా తనిఖీ చేయడానికి త్రిమితీయ ఎక్స్-రే టోమోగ్రఫీని ఉపయోగించారు, దీని ద్వారా వెల్డ్‌లోని రంధ్రాల త్రిమితీయ పంపిణీని చిత్రంలో చూపిన విధంగా పొందారు. రంధ్రాల మొత్తం ఘనపరిమాణాన్ని వెల్డ్ మొత్తం ఘనపరిమాణంతో భాగించడం ద్వారా రంధ్రాల శాతాన్ని లెక్కిస్తారు. సరళరేఖ లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డ్‌లు మరియు వృత్తాకార లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డ్‌ల యొక్క రంధ్రాల స్వరూపాన్ని మరియు పంపిణీని పోల్చి చూసినప్పుడు, సరళరేఖ లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డ్‌లలో ఎక్కువ పరిమాణంలో పెద్ద రంధ్రాలు ఉన్నాయని, వాటి రంధ్రాల శాతం 2.49%గా ఉందని, ఇది వృత్తాకార వెల్డ్‌ల కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ అని కనుగొనబడింది.లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డ్స్పటాలు (b, c) మరియు (d, e) లను పోల్చి చూస్తే, డోలనం పౌనఃపున్యాన్ని పెంచడం రంధ్రాల ఏర్పాటును నిరోధించడానికి సహాయపడుతుందని గమనించవచ్చు. డోలనం వ్యాప్తిని పెంచడం కూడా రంధ్రాల ఏర్పాటును నిరోధించడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుందని గమనించవచ్చు. డోలనం వ్యాప్తిని 2 మి.మీ.కు మరింత పెంచినప్పుడు (పటం (f)), రంధ్రాల శాతం 0.22%కి మరింత తగ్గి, కేవలం చిన్న పరిమాణంలో మరియు చిన్న రంధ్రాలు మాత్రమే మిగిలిపోతాయి. ఈ పటం వెల్డ్ సెంటర్‌లైన్ నుండి వివిధ దూరాలలో రంధ్రాల విస్తీర్ణ పంపిణీని చూపిస్తుంది, ఇది రంధ్రాల విస్తీర్ణ పరిమాణం ఆధారంగా రంధ్రాల శాతాన్ని సూచిస్తుంది. స్ట్రెయిట్-లైన్ వెల్డింగ్‌లో, రంధ్రాల విస్తీర్ణం వెల్డ్ సెంటర్‌లైన్ వెంబడి సమరూపంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది మరియు వెల్డ్ సెంటర్‌లైన్ నుండి దూరం పెరిగే కొద్దీ క్రమంగా తగ్గుతుంది. కీహోల్-ప్రేరిత రంధ్రాలు ప్రధానంగా వెల్డ్ సెంటర్‌లైన్ వద్ద కరిగిన పూల్ యొక్క అంచు వెనుక కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. లేజర్ ఆసిలేటింగ్ వెల్డింగ్‌లో, రంధ్రాల పంపిణీ యొక్క సమరూపత బలహీనపడుతుంది. ఈ పటం వెల్డ్ ఉపరితలం నుండి వివిధ దూరాలలో ఉన్న రంధ్రాల ప్రాంతాన్ని చూపిస్తుంది, ఇక్కడ ఎరుపు గీత "గిన్నె" మరియు "కాండం" ప్రాంతాల మధ్య సరిహద్దును సూచిస్తుంది. ప్రధానంగా పెద్ద రంధ్రాలు ఉన్న సందర్భంలో (పటాలు (ac)), సరిహద్దుకు పైన ఉన్న రంధ్రాల ప్రాంతం 85% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీనికి కారణం, పొడవైన సరిహద్దు వద్ద ఉన్న ఆకృతి మార్పు వెల్డ్ పూల్‌లో బుడగలను బంధించే అవకాశం ఎక్కువగా ఉండటం, మరియు బంధించబడిన బుడగలు తేలిక ప్రభావంతో పైకి వలస వెళ్ళే ధోరణిని కలిగి ఉంటాయి. ప్రధానంగా చిన్న రంధ్రాలు ఉన్న సందర్భంలో (పటాలు (df)), రంధ్రాలు సరిహద్దు రేఖకు 0.5 మి.మీ. దిగువన ఉన్న ప్రాంతంలో కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి. తక్కువ శీతలీకరణ సమయం మరియు తక్కువ పైకి స్థానభ్రంశం ఈ దృగ్విషయానికి కారణాలు కావచ్చు.

5 ముగింపులు

(1) విభిన్న లేజర్ డోలనం రీతులు వెల్డ్ ఉపరితలంపై స్పష్టమైన ప్రభావాలను కలిగి ఉంటాయి. అధిక వ్యాప్తి మరియు పౌనఃపున్యం ఉపరితల నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తాయి, అయితే మితిమీరిన పెద్ద డోలనం పారామితులు గరుకుదనాన్ని పెంచుతాయి మరియు పుటాకార లోపాలకు కారణమవుతాయి.

(2) వెల్డ్ ఆకారం ప్రధానంగా లేజర్ డోలనం పారామితుల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, ఇవి వెల్డింగ్ వేగం, శక్తి పంపిణీ మరియు మొత్తం ఉష్ణ ప్రవేశాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. డోలనం వ్యాప్తి పెరగడంతో, వెల్డ్ స్వరూపం "గోబ్లెట్" నుండి "చంద్రవంక"కు మారుతుంది మరియు ఆస్పెక్ట్ రేషియో తగ్గుతుంది.

(3) కంపన వ్యాప్తి మరియు పౌనఃపున్యం పెరగడంతో, కరిగిన పూల్ వెడల్పుగా మారుతుంది మరియు వెనుక భాగం గుండ్రంగా మారుతుంది. కంపన ప్రభావం కరిగిన పూల్ పొడవును పెంచుతుంది, ఇది బుడగలు బయటకు వెళ్ళడానికి మరియు ఏకరీతి ఘనీభవనానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. స్ట్రెయిట్-లైన్ వెల్డింగ్ సమయంలో, కీహోల్ ఓపెనింగ్ ప్రాంతం హెచ్చుతగ్గులకు లోనవుతుంది; సాపేక్షంగా చెప్పాలంటే, ఈ హెచ్చుతగ్గులను తగ్గించడం ద్వారా వెల్డింగ్ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు.

(4) డోలనం వ్యాప్తి మరియు పౌనఃపున్యాన్ని పెంచడం వలన ఉష్ణ ప్రవణత మరియు పెరుగుదల రేటు రెండూ తగ్గుతాయి, ఇది పెద్ద కణ పరిమాణాల ఏర్పాటుకు ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. అయితే, లేజర్ స్టిరింగ్ ప్రభావం కణ పరిమాణాన్ని శుద్ధి చేయడానికి మరియు టెక్స్చర్ బలాన్ని మెరుగుపరచడానికి దోహదపడుతుంది. విభిన్న లేజర్ పారామితుల కింద, వెల్డ్ కాఠిన్యం సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది బేస్ మెటీరియల్ కంటే కొద్దిగా తక్కువగా ఉంటుంది, దీనికి మెగ్నీషియం యొక్క బాష్పీభవన నష్టం కారణం కావచ్చు.

(5) త్రిమితీయ ఎక్స్-రే టోమోగ్రఫీ ప్రకారం, ఆసిలేటింగ్ వెల్డింగ్‌తో పోలిస్తే స్ట్రెయిట్-లైన్ వెల్డింగ్‌లో పోరోసిటీ (2.49%) మరియు పెద్ద పోర్ వాల్యూమ్ ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఆసిలేషన్ పారామితులను పెంచడం ద్వారా పోరోసిటీని గణనీయంగా తగ్గించవచ్చు, ఆంప్లిట్యూడ్ 2 మిమీ ఉన్నప్పుడు ఇది 0.22%కి కూడా చేరుకుంటుంది. ఆసిలేషన్‌తో పోర్ ఏరియా పంపిణీ మారుతుంది: పెద్ద రంధ్రాలు కరిగిన పూల్ వెనుక భాగంలో సమూహంగా ఏర్పడతాయి, మరియు చిన్న రంధ్రాలు మంచి సమరూపతను కలిగి ఉంటాయి. పెద్ద రంధ్రాలు ప్రధానంగా "బౌల్" మరియు "స్టెమ్" ప్రాంతాల మధ్య సరిహద్దుకు పైన పంపిణీ చేయబడతాయి, అయితే చిన్న రంధ్రాలు సరిహద్దుకు దిగువన కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి.