Definition af stænkdefekt: Stænk ved svejsning refererer til de smeltede metaldråber, der slynges ud fra smeltebadet under svejseprocessen. Disse dråber kan falde på den omgivende arbejdsflade og forårsage ruhed og ujævnheder på overfladen, og de kan også forårsage tab af smeltebadets kvalitet, hvilket resulterer i buler, eksplosionspunkter og andre defekter på svejseoverfladen, der påvirker svejsningens mekaniske egenskaber.
Stænk ved svejsning refererer til de smeltede metaldråber, der slynges ud fra smeltebadet under svejseprocessen. Disse dråber kan falde på den omgivende arbejdsflade og forårsage ruhed og ujævnheder på overfladen, og de kan også forårsage tab af smeltebadets kvalitet, hvilket resulterer i buler, eksplosionspunkter og andre defekter på svejseoverfladen, der påvirker svejsningens mekaniske egenskaber.
Stænkklassificering:
Små stænk: Størkningsdråber, der findes ved kanten af svejsesømmen og på materialets overflade, og som primært påvirker udseendet og ikke har nogen indflydelse på ydeevnen; Generelt er grænsen for skelnen, at dråben er mindre end 20 % af svejsesømmens smeltebredde;
Store stænk: Der er kvalitetstab, der manifesterer sig som buler, eksplosionspunkter, underskæringer osv. på svejsesømmens overflade, hvilket kan føre til ujævn belastning og belastning, der påvirker svejsesømmens ydeevne. Hovedfokus er på disse typer defekter.
Splash-forekomstproces:
Stænk manifesterer sig som indsprøjtning af smeltet metal i smeltebadet i en retning, der er nogenlunde vinkelret på svejsevæskens overflade, på grund af høj acceleration. Dette kan tydeligt ses i figuren nedenfor, hvor væskesøjlen stiger op fra svejsesmelten og nedbrydes til dråber, der danner stænk.
Scene med plaskforekomst
Lasersvejsning er opdelt i termisk ledningsevne og dybpenetrationssvejsning.
Termisk ledningsevnesvejsning har næsten ingen forekomst af sprøjt: Termisk ledningsevnesvejsning involverer primært overførsel af varme fra materialets overflade til det indre, hvor der næsten ikke genereres sprøjt under processen. Processen involverer ikke alvorlig metalfordampning eller fysiske metallurgiske reaktioner.
Dybpenetrationssvejsning er det primære scenarie, hvor der forekommer stænk: Dybpenetrationssvejsning involverer, at laseren når direkte ind i materialet, overfører varme til materialet gennem nøglehuller, og procesreaktionen er intens, hvilket gør det til det primære scenarie, hvor der forekommer stænk.
Som vist i ovenstående figur bruger nogle forskere højhastighedsfotografering kombineret med højtemperatur transparent glas til at observere nøglehullets bevægelsesstatus under lasersvejsning. Det kan ses, at laseren grundlæggende rammer nøglehullets forvæg og skubber væsken nedad, så den omgår nøglehullet og når smeltebadets hale. Den position, hvor laseren modtages inde i nøglehullet, er ikke fast, og laseren er i en Fresnel-absorptionstilstand inde i nøglehullet. Faktisk er det en tilstand med flere brydninger og absorptioner, der opretholder den smeltede væskes eksistens. Laserbrydningens position under hver proces ændrer sig med nøglehullets vægvinkel, hvilket får nøglehullet til at være i en vridende bevægelsestilstand. Laserbestrålingspositionen smelter, fordamper, udsættes for kraft og deformeres, så den peristaltiske vibration bevæger sig fremad.
Den ovennævnte sammenligning bruger højtemperaturtransparent glas, hvilket faktisk svarer til et tværsnit af smeltebadet. Smeltbadets strømningstilstand er trods alt forskellig fra den virkelige situation. Derfor har nogle forskere brugt hurtigfrysningsteknologi. Under svejseprocessen fryses smeltebadet hurtigt for at opnå den øjeblikkelige tilstand inde i nøglehullet. Det kan tydeligt ses, at laseren rammer nøglehullets forvæg og danner et trin. Laseren virker på denne trinrille og skubber smeltebadet nedad, hvorved nøglehullets mellemrum udfyldes under laserens fremadgående bevægelse og dermed opnås det omtrentlige strømningsretningsdiagram for strømningen inde i nøglehullet i det virkelige smeltebad. Som vist i figuren til højre, driver metalrekyltrykket, der genereres ved laserablation af flydende metal, det flydende smeltebad til at omgå forvæggen. Nøglehullet bevæger sig mod smeltebadets hale, hvor det stiger opad som en fontæne bagfra og rammer overfladen af den smeltede hale. Samtidig, på grund af overfladespændingen (jo lavere overfladespændingstemperatur, desto større er påvirkningen), trækkes det flydende metal i den smeltede ende af overfladespændingen og bevæger sig mod kanten af den smeltede ende, hvor det kontinuerligt størkner. Det flydende metal, der kan størkne senere, cirkulerer tilbage ned til nøglehullets ende og så videre.
Skematisk diagram over laser-nøglehulssvejsning med dyb penetration: A: Svejseretning; B: Laserstråle; C: Nøglehul; D: Metaldamp, plasma; E: Beskyttelsesgas; F: Nøglehullets forvæg (før-smeltningsslibning); G: Horisontal strømning af smeltet materiale gennem nøglehullets bane; H: Smeltebassinets størkningsgrænseflade; I: Smeltebassinets nedadgående strømningsbane.
Interaktionsprocessen mellem laser og materiale: Laseren virker på materialets overflade og producerer intens ablation. Materialet opvarmes først, smeltes og fordampes. Under den intense fordampningsproces bevæger metaldampen sig opad for at give smeltebadet et nedadgående rekyltryk, hvilket resulterer i et nøglehul. Laseren trænger ind i nøglehullet og gennemgår flere emissions- og absorptionsprocesser, hvilket resulterer i en kontinuerlig tilførsel af metaldamp, der opretholder nøglehullet. Laseren virker primært på nøglehullets forvæg, og fordampning sker primært på nøglehullets forvæg. Rekylen skubber det flydende metal fra nøglehullets forvæg og bevæger sig rundt om nøglehullet mod smeltebadets hale. Væsken, der bevæger sig med høj hastighed rundt om nøglehullet, vil ramme smeltebadet opad og danne hævede bølger. Derefter, drevet af overfladespænding, bevæger den sig mod kanten og størkner i en sådan cyklus. Stænk forekommer primært ved kanten af nøglehulsåbningen, og det flydende metal på forvæggen vil med høj hastighed forbi nøglehullet og påvirke placeringen af smeltebadet på bagvæggen.
Opslagstidspunkt: 29. marts 2024
