Definicija defekta prskanja: Prskanje pri zavarivanju odnosi se na kapljice rastopljenog metala izbačene iz rastopljene kupke tokom procesa zavarivanja. Ove kapljice mogu pasti na okolnu radnu površinu, uzrokujući hrapavost i neravnine na površini, a mogu uzrokovati i gubitak kvalitete rastopljene kupke, što rezultira udubljenjima, tačkama eksplozije i drugim defektima na površini zavara koji utiču na mehanička svojstva zavara.
Prskanje pri zavarivanju odnosi se na kapljice rastopljenog metala koje se izbacuju iz rastopljene kupke tokom procesa zavarivanja. Ove kapljice mogu pasti na okolnu radnu površinu, uzrokujući hrapavost i neravnine na površini, a mogu uzrokovati i gubitak kvalitete rastopljene kupke, što rezultira udubljenjima, tačkama eksplozije i drugim defektima na površini zavara koji utiču na mehanička svojstva zavara.
Klasifikacija prskanja:
Male prskanja: Kapljice skrućivanja prisutne na rubu zavarenog šava i na površini materijala, uglavnom utičući na izgled i ne utičući na performanse; Općenito, granica za razlikovanje je da je kapljica manja od 20% širine zavarenog šava;
Veliko prskanje: Dolazi do gubitka kvalitete, koji se manifestira kao udubljenja, tačke eksplozije, podrezi itd. na površinizavareni šav, što može dovesti do neravnomjernog naprezanja i deformacije, što utiče na performanse zavarenog šava. Glavni fokus je na ovim vrstama defekata.
Proces pojave prskanja:
Prskanje se manifestuje kao ubrizgavanje rastopljenog metala u rastopljeni bazen u smjeru približno okomitom na površinu tekućine za zavarivanje zbog velikog ubrzanja. To se jasno vidi na slici ispod, gdje se stup tekućine diže iz taline za zavarivanje i raspada u kapljice, formirajući prskanje.
Mjesto pojave prskanja
Lasersko zavarivanjedijeli se na zavarivanje toplinskom provodljivošću i zavarivanje dubokim prodiranjem.
Zavarivanje termičkom provodljivošću gotovo da nema pojave prskanja: Zavarivanje termičkom provodljivošću uglavnom uključuje prijenos topline s površine materijala u unutrašnjost, gotovo bez ikakvog prskanja tokom procesa. Proces ne uključuje ozbiljno isparavanje metala ili fizičke metalurške reakcije.
Zavarivanje dubokom penetracijom je glavni scenario u kojem dolazi do prskanja: Zavarivanje dubokom penetracijom uključuje laser koji direktno dopire do materijala, prenoseći toplinu na materijal kroz otvore, a reakcija procesa je intenzivna, što ga čini glavnim scenarijem u kojem dolazi do prskanja.
Kao što je prikazano na gornjoj slici, neki naučnici koriste brzu fotografiju u kombinaciji s prozirnim staklom visoke temperature kako bi posmatrali status kretanja ključaonice tokom laserskog zavarivanja. Može se vidjeti da laser u osnovi udara u prednji zid ključaonice, gurajući tekućinu da teče prema dolje, zaobilazeći ključaonicu i dostižući rep rastopljenog bazena. Položaj u kojem se laser prima unutar ključaonice nije fiksan, već se laser nalazi u stanju Fresnelove apsorpcije unutar ključaonice. U stvari, to je stanje višestrukih refrakcija i apsorpcije, održavajući postojanje rastopljene tekućine u bazenu. Položaj laserske refrakcije tokom svakog procesa mijenja se s uglom zida ključaonice, uzrokujući da se ključanica nalazi u stanju kružnog kretanja. Položaj laserskog zračenja se topi, isparava, podvrgava se sili i deformira, tako da se peristaltička vibracija kreće naprijed.
Gore spomenuto poređenje koristi prozirno staklo visoke temperature, što je zapravo ekvivalentno presjeku rastopljenog bazena. Uostalom, stanje toka rastopljenog bazena razlikuje se od stvarne situacije. Stoga su neki naučnici koristili tehnologiju brzog zamrzavanja. Tokom procesa zavarivanja, rastopljeni bazen se brzo zamrzava kako bi se postiglo trenutno stanje unutar ključaonice. Jasno se vidi da laser udara u prednji zid ključaonice, formirajući stepenicu. Laser djeluje na ovaj žlijeb stepenice, gurajući rastopljeni bazen da teče prema dolje, popunjavajući prazninu ključaonice tokom kretanja lasera naprijed, i tako dobijajući približan dijagram smjera toka unutar ključaonice stvarnog rastopljenog bazena. Kao što je prikazano na desnoj slici, pritisak trzaja metala generiran laserskom ablacijom tekućeg metala tjera tekući rastopljeni bazen da zaobiđe prednji zid. Ključaonica se kreće prema repu rastopljenog bazena, jureći prema gore poput fontane sa stražnje strane i udarajući u površinu repa rastopljenog bazena. Istovremeno, zbog površinske napetosti (što je niža temperatura površinske napetosti, to je udar veći), tečni metal u zadnjem dijelu rastopljenog bazena se povlači površinskom napetošću i kreće se prema rubu rastopljenog bazena, kontinuirano se stvrdnjavajući. Tečni metal koji se u budućnosti može stvrdnuti cirkuliše nazad do kraja ključaonice i tako dalje.
Shematski dijagram laserskog zavarivanja dubokom penetracijom kroz ključaonicu: A: Smjer zavarivanja; B: Laserski snop; C: Ključaonica; D: Metalna para, plazma; E: Zaštitni plin; F: Prednji zid ključaonice (brušenje prije topljenja); G: Horizontalni tok rastopljenog materijala kroz putanju ključaonice; H: Međupovršina skrućivanja rastopljenog bazena; I: Silazni put toka rastopljenog bazena.
Sažetak:
Proces interakcije između lasera i materijala: Laser djeluje na površinu materijala, proizvodeći intenzivnu ablaciju. Materijal se prvo zagrijava, topi i isparava. Tokom intenzivnog procesa isparavanja, metalna para se kreće prema gore i stvara pritisak trzaja na rastopljeni bazen prema dolje, što rezultira ključaonicom. Laser ulazi u ključaonicu i prolazi kroz višestruke procese emisije i apsorpcije, što rezultira kontinuiranim dovodom metalne pare koja održava ključaonicu; Laser uglavnom djeluje na prednji zid ključaonice, a isparavanje se uglavnom odvija na prednjem zidu ključaonice. Pritisak trzaja potiskuje tečni metal s prednjeg zida ključaonice da se kreće oko ključaonice prema repu rastopljenog bazena. Tečnost koja se kreće velikom brzinom oko ključaonice udarit će u rastopljeni bazen prema gore, formirajući podignute valove. Zatim, vođena površinskom napetošću, kreće se prema rubu i stvrdnjava se u takvom ciklusu. Prskanje se uglavnom događa na rubu otvora ključaonice, a tečni metal na prednjem zidu će velikom brzinom zaobići ključaonicu i utjecati na položaj rastopljenog bazena zadnjeg zida.
Vrijeme objave: 19. juni 2024.
