Definiția defectului de stropire: Stropirea în sudură se referă la picăturile de metal topit ejectate din baia de metal topit în timpul procesului de sudare. Aceste picături pot cădea pe suprafața de lucru din jur, provocând asperități și neuniformități pe suprafață și pot cauza, de asemenea, pierderea calității băii de metal topit, rezultând în adâncituri, puncte de explozie și alte defecte pe suprafața sudurii care afectează proprietățile mecanice ale acesteia.
Stropirea în sudură se referă la picăturile de metal topit ejectate din baia de metal topit în timpul procesului de sudare. Aceste picături pot cădea pe suprafața de lucru din jur, provocând asperități și neuniformități pe suprafață și pot cauza, de asemenea, pierderea calității băii de metal topit, rezultând în adâncituri, puncte de explozie și alte defecte pe suprafața sudurii care afectează proprietățile mecanice ale acesteia.
Clasificarea stropilor:
Stropi mici: Picături de solidificare prezente la marginea sudurii și pe suprafața materialului, afectând în principal aspectul și neavând impact asupra performanței; În general, limita de distincție este ca picătura să fie mai mică de 20% din lățimea sudurii;
Stropi mari: Există o pierdere de calitate, manifestată prin adâncituri, puncte de explozie, adâncituri etc. pe suprafațasudură, ceea ce poate duce la solicitări și deformări neuniforme, afectând performanța sudurii. Accentul principal se pune pe aceste tipuri de defecte.
Procesul de apariție a stropirii:
Stropirea se manifestă ca injectarea de metal topit în baia de metal topit într-o direcție aproximativ perpendiculară pe suprafața lichidului de sudură, datorită unei accelerații mari. Acest lucru poate fi observat clar în figura de mai jos, unde coloana de lichid se ridică din topitura de sudură și se descompune în picături, formând stropi.
Scena incidentului de stropire
Sudură cu laserse împarte în sudură cu conductivitate termică și sudură cu penetrare profundă.
Sudarea prin conductivitate termică aproape că nu produce stropi: Sudarea prin conductivitate termică implică în principal transferul de căldură de la suprafața materialului către interior, aproape fără a se genera stropi în timpul procesului. Procesul nu implică evaporarea severă a metalului sau reacții metalurgice fizice.
Sudarea cu penetrare profundă este principalul scenariu în care apar stropirea: Sudarea cu penetrare profundă implică laserul care ajunge direct în material, transferând căldură către material prin găuri de cheie, iar reacția procesului este intensă, ceea ce o face principalul scenariu în care apar stropirea.
După cum se arată în figura de mai sus, unii cercetători utilizează fotografierea de mare viteză combinată cu sticlă transparentă la temperatură înaltă pentru a observa starea de mișcare a orificiului cheii în timpul sudării cu laser. Se poate observa că laserul lovește practic peretele frontal al orificiului cheii, împingând lichidul să curgă în jos, ocolind orificiul cheii și ajungând la coada băii topite. Poziția în care laserul este recepționat în interiorul orificiului cheii nu este fixă, iar laserul se află într-o stare de absorbție Fresnel în interiorul orificiului cheii. De fapt, este o stare de refracții și absorbții multiple, menținând existența lichidului din băile topite. Poziția refracției laserului în timpul fiecărui proces se modifică în funcție de unghiul peretelui orificiului cheii, determinând orificiul cheii să fie într-o stare de mișcare de răsucire. Poziția de iradiere a laserului se topește, se evaporă, este supusă forței și se deformează, astfel încât vibrația peristaltică se deplasează înainte.
Comparația menționată mai sus utilizează sticlă transparentă la temperatură înaltă, ceea ce este de fapt echivalent cu o vedere în secțiune transversală a băii de material topit. La urma urmei, starea de curgere a băii de material topit este diferită de situația reală. Prin urmare, unii cercetători au utilizat tehnologia de congelare rapidă. În timpul procesului de sudare, baia de material topit este înghețată rapid pentru a obține starea instantanee din interiorul găurii cheii. Se poate observa clar că laserul lovește peretele frontal al găurii cheii, formând o treaptă. Laserul acționează asupra acestei caneluri în treaptă, împingând baia de material topit să curgă în jos, umplând golul din gaura cheii în timpul mișcării înainte a laserului și obținând astfel diagrama aproximativă a direcției de curgere a fluxului din interiorul găurii cheii a băii de material topit reale. După cum se arată în figura din dreapta, presiunea de recul a metalului generată de ablația cu laser a metalului lichid determină baia de material topit să ocolească peretele frontal. Gaura cheii se deplasează spre coada băii de material topit, izbucnind în sus ca o fântână din spate și lovind suprafața băii de material topit din coadă. În același timp, din cauza tensiunii superficiale (cu cât temperatura tensiunii superficiale este mai scăzută, cu atât impactul este mai mare), metalul lichid din baia topită din coadă este tras de tensiunea superficială pentru a se deplasa spre marginea acesteia, solidificându-se continuu. Metalul lichid care se poate solidifica în viitor circulă înapoi spre coada găurii cheii și așa mai departe.
Schema sudării cu laser prin penetrare profundă în gaură de cheie: A: Direcția de sudare; B: Fascicul laser; C: Gaură de cheie; D: Vapori metalici, plasmă; E: Gaz protector; F: Peretele frontal al găurii de cheie (șlefuire pre-topire); G: Curgere orizontală a materialului topit prin calea găurii de cheie; H: Interfața de solidificare a băii de topitură; I: Calea descendentă de curgere a băii de topitură.
Rezumat:
Procesul de interacțiune dintre laser și material: Laserul acționează asupra suprafeței materialului, producând o ablație intensă. Materialul este mai întâi încălzit, topit și evaporat. În timpul procesului intens de evaporare, vaporii metalici se deplasează în sus pentru a da băii topite o presiune de recul descendentă, rezultând o gaură de cheie. Laserul intră în gaura cheii și trece prin multiple procese de emisie și absorbție, rezultând o alimentare continuă cu vapori metalici care mențin gaura cheii; Laserul acționează în principal asupra peretelui frontal al găurii cheii, iar evaporarea are loc în principal pe peretele frontal al găurii cheii. Presiunea de recul împinge metalul lichid de pe peretele frontal al găurii cheii pentru a se deplasa în jurul găurii cheii spre coada băii topite. Lichidul care se mișcă cu viteză mare în jurul găurii cheii va lovi băiatul topit în sus, formând valuri ridicate. Apoi, antrenat de tensiunea superficială, se deplasează spre margine și se solidifică într-un astfel de ciclu. Stropirea are loc în principal la marginea deschiderii găurii cheii, iar metalul lichid de pe peretele frontal va ocoli cu viteză mare gaura cheii și va afecta poziția băii topite din peretele posterior.
Data publicării: 19 iunie 2024
