3. Lazerli payvandlash jarayoni va parametrlarni optimallashtirish
3.1 Payvandlash uskunalari va sozlash
Lazerli payvandlash odatda 2,5 kVt yoki undan yuqori diapazonda maksimal quvvat chiqishi bilan avtomatik lazerli payvandchilar yordamida amalga oshiriladi. Jarayon ko'pincha atrof-muhit havosida himoya gazisiz amalga oshiriladi, bu esa operatsiyalarni soddalashtiradi va shu bilan birga tovushli birikmalarga erishadi. Asosiy sozlanishi parametrlarga lazer quvvati, payvandlash tezligi, fokus holati, nuqta diametri va nur tushish burchagi kiradi.
3.2 Eksperimental tadqiqotlardan optimallashtirilgan parametrlar
Eksperimental tadqiqotlar payvandlash parametrlari va qo'shma ishlash o'rtasidagi aniq bog'liqlikni aniqladi. Olmos segmentlarini 30CrMo po'lat matritsaga payvandlash uchun Cu-Co-Fe va Ni-Cr-Cu qotishma kukunli o'tish qatlamini qo'llagan tadqiqotda optimal payvandlash ko'rsatkichiga lazer quvvati 1600 Vt va payvandlash tezligi 100 mm, 100 mm ga erishildi. ulanish kuchi 819 MPa.
SYSWELD dasturidan foydalangan holda raqamli simulyatsiya tadqiqotlari ushbu parametrlarni yanada aniqladi. Harorat maydoni, fazaviy o'zgarishlar, don morfologiyasi, kuchlanish maydoni va charchoq ko'rsatkichlarini o'z ichiga-miqyosda ko'p{2}}o'zaro bog'lanish modelini yaratish orqali tadqiqotchilar payvandlash tezligi 26 mm/s va 1700 Vt quvvat payvand chokining kuchlanishini minimallashtirishini, raqamli hajm korrelyatsiyasini (DVC) kamaytirishini va kuchaygan charchoq qiymatini aniqladilar. Payvandlash sinovlari 1700 Vt holati 1200 MPa ga yetib, eng yuqori tish kuchiga ega ekanligini tasdiqladi.
Turli tadqiqotlarda bildirilgan optimal parametrlar orasidagi ozgina tafovut (1600 Vt va . 1700 Vt) material tarkibi, pichoq geometriyasi yoki eksperimental sharoitlardagi farqlarni aks ettirishi mumkin. Shunga qaramay, -taxminan 1,6–1,7 kVt quvvat va 23–26 mm/s tezlik-kattaligi tartibidagi izchillik jarayonni optimallashtirish uchun ishonchli yo‘l-yo‘riq beradi.
3.3 Payvandlash jarayonining raqamli simulyatsiyasi
Issiqlik, mexanik va metallurgiya hodisalari bilan-birlashtirilgan lazerli payvandlashning murakkabligi-sonli simulyatsiya jarayonlarni loyihalash va optimallashtirish uchun bebaho vositaga aylantiradi. Murakkab modellar lazer nurlari profilini ifodalash uchun 3D Gauss issiqlik manbasidan foydalanadi, bu esa yuqori quvvatli lazer tizimlarida yuzaga keladigan-bir xil bo'lmagan energiya taqsimotini hisobga oladi.
Ideal Gauss profilidan og'ishlarni tavsiflovchi M² nur sifati omili hal qiluvchi rol o'ynaydi. Amalda, yuqori{1}}kuchli lazer nurlari ko'pincha 1,3 dan 2,0 gacha bo'lgan M² qiymatlarini namoyish etadi, buning natijasida bitta markaziy cho'qqi o'rniga bir nechta cho'qqilarga ega cho'zilgan nur profillari paydo bo'ladi. Ushbu buzilishlar harorat maydoniga va erigan hovuz geometriyasiga ta'sir qiladi, natijada payvand choki sifati va mexanik xususiyatlarga ta'sir qiladi. Simulyatsiya modellariga kiritilgan tuzatish omillari eksperimental ma'lumotlarga yaqindan mos keladigan natijalarni keltirib, bashorat qilishning aniqligini oshirishi ko'rsatilgan.
Issiqlik maydonini hisoblash payvandlash zonasi bo'ylab vaqtinchalik harorat taqsimotini olish uchun chiziqli bo'lmagan issiqlik uzatish tenglamalarini echishni o'z ichiga oladi. Stress maydoni modeli jami deformatsiyani elastik deformatsiya, plastik deformatsiya, faza o'zgarishi-induktsiyasi natijasida yuzaga kelgan plastiklik va termal deformatsiyaning yig'indisi sifatida ko'rib chiqadi. Bunday keng qamrovli modellashtirish qoldiq kuchlanishlarni va mikrotuzilma evolyutsiyasini bashorat qilish imkonini beradi, keng ko'lamli sinov-va-xato tajribalarisiz optimal payvandlash parametrlarini tanlashga yordam beradi.
4. Mikrostruktura xarakteristikalari va xossalari
4.1 Fusion zonasining mikro tuzilishi va issiqlik-ta'sirlangan hudud
Lazerli{0}}payvandlangan olmosli arra pichoqlarining mikro tuzilishi turli zonalarda oʻziga xos xususiyatlarga ega. Eritish zonasi (FZ) mis{2}}va temirga- boy hududlarga bo'linishi mumkin, ular aniq afzal yo'nalishi bo'lmagan qo'pol donalar bilan tavsiflanadi. Ushbu fazalarni ajratish lazerli payvandlash uchun xos bo'lgan muvozanatsiz qotib qolish sharoitlaridan kelib chiqadi, bu erda tez sovutish tezligi qotishmalarning to'liq homogenlanishiga to'sqinlik qiladi.
30CrMo po'lat substratning issiqlik ta'sir zonasi (HAZ)-boshqa mikro tuzilmani taqdim etadi, birinchi navbatda, martensitga o'xshash -qattiqlik, mo'rt so'ndirilgan igna-dan iborat. Ushbu mintaqadagi mikrosertlik keskin 550 HV kabi yuqori qiymatlarga ko'tarilishi mumkin. Ushbu qotib qolish po'lat matritsada martensitik transformatsiyani keltirib chiqaradigan tez sovutish tezligidan kelib chiqadi, bu esa bo'g'inning qattiqligi va yorilish sezuvchanligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
Yoriqlar tahlili shuni ko'rsatadiki, buzilishlar termoyadroviy zona va issiqlik ta'sirlangan- zona o'rtasidagi chegarada yuzaga keladi, bu erda stress kontsentratsiyasi eng aniq bo'ladi. Ushbu kuzatish qattiqlashtirilgan HAZ darajasini minimallashtirish va interfaal kuchlanish gradientlarini kamaytirish uchun payvandlash parametrlarini optimallashtirish muhimligini ta'kidlaydi.
4.2 Mexanik ishlash va buzilish mexanizmlari
Lazer bilan payvandlangan{0}}olmosli arra pichoqlaridagi bo'g'inlar sifatini baholashda tishning birikish kuchi asosiy ko'rsatkich bo'lib xizmat qiladi. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, optimallashtirilgan payvandlash sharoitlari 800 MPa dan oshgan va ba'zi hollarda 1200 MPa ga etishi mumkin. Ushbu qiymatlar an'anaviy birlashma usullari bilan erishish mumkin bo'lgan ishlashga nisbatan sezilarli yaxshilanishni anglatadi.
Lazerli payvandlangan bo'g'inlarning charchoqqa chidamliligi-kesish jarayonida yuzaga keladigan tsiklik yukni hisobga olgan holda yana bir muhim e'tibordir. Hayotiy tsiklni baholashni o'z ichiga olgan raqamli simulyatsiyalar DVC qiymatlarining kamayishi charchoqqa chidamliligini oshirish bilan bog'liqligini aniqladi va bu stressni minimallashtirishni dizayn maqsadi sifatida tasdiqlaydi.
Ayniqsa termoyadroviy zonada g'ovaklik kabi mikro tuzilmaviy nuqsonlar yoriqlar paydo bo'lishining imtiyozli joylari bo'lib xizmat qilishi mumkin. O'tish qatlamining zichligini nazorat qilish va elementlarning bug'lanishini oldini olish, shuning uchun ishonchli qo'shma ishlashga erishish uchun juda muhimdir.
