1. Uplatniteľnosť technológií laserového zvárania funkcií na materiály
- Vysoká hustota energie: Laserový lúč má koncentrovanú energiu, ktorá môže dosiahnuť hlboké zváranie topenia a je vhodný pre problém s vysokým roztavením materiálov na báze železa (SINTD10), ale je potrebné kontrolovať odparovanie a segregáciu medi.
- Malá zóna postihnutá tepelne: Má malý vplyv na plochu liatiny FC0208 citlivej na obsah uhlíka, ktorá môže znížiť riziko tepelného krakovania, ale rýchle ochladenie môže viesť k tvrdej štruktúre (ako je martenzi).
- Neskontaktné spracovanie: Je vhodné pre pórovité materiály (napríklad SINTD10) na zníženie mechanického stresu, ale pozornosť by sa mala venovať účinku pórovitosti na stabilitu roztaveného bazéna.
2. Realizovateľnosť laserového zvárania FC0208 (šedá liatina)
Výzvy:
- Vysoký obsah uhlíka: Ľahko sa vytvára tvrdý a krehký martenzit, čo vedie k studeným trhlinám.
- Grafitizačné prvky: Zvárací tepelný cyklus môže zničiť distribúciu grafitu a ovplyvniť výkon.
Riešenie
- Predhrievanie a pomalé chladenie: pred zváraním predhrievajte na 300 až 400 stupňov a po zváraní použite opatrenia na konzerváciu tepla (napríklad pohrebisko piesku).
- Výber materiálu na výplň: Na inhibíciu difúzie uhlíka a zníženie trhlín použite zváracie drôty na báze niklu (napríklad ENI-CI).
- Optimalizujte parametre procesu: Na zníženie vstupu tepla použite nízku energiu a pomalú rýchlosť a vyhnite sa miestnemu prehriatiu.
3. Realizovateľnosť laserového zvárania SINTD10 (zliatina založená na železnom)
Výziev
Veľký rozdiel v bodoch topenia
: Železo (1538 stupňov) a meď (1083 stupňov) sú náchylné na nerovnú fúziu a segregáciu medi.
Pórovitosť
: Póry na metalurgiu prášku môžu spôsobiť póry alebo inklúzie trosiek.
Riešenie:
- Optimalizácia parametrov procesu:
Použite režim pulzného laserového režimu na zníženie odparovania medi; Upravte polohu bodu, aby ste vyvážili pomer topenia železa.
- Ochrana pomocného plynu:
Použite argón alebo hélium na vyfúknutie plazmy, aby ste zabránili pórom.
- Predbežnosť:
Vykonajte horúce izostatické lisovanie (HIP) ošetrenie pred zváraním alebo vyberte laser s vysokou energetickou hustotou (napríklad vláknitý laser), aby ste zatvorili póry.
4. Laserové zváranie odlišných materiálov FC0208 a SINTD10
Výziev: Metalurgický nesúlad:
Krehské intermetalické zlúčeniny (napríklad Fe-Cu) sa ľahko vytvoria na rozhraní železa.
Rozdiel v koeficiente tepelnej expanzie:
Vedie k koncentrácii stresu zvárania.
Riešenie:
- Prechod medziproduktu: Pridajte fóliu založenú na nikle alebo medi (napríklad čistý nikel alebo bronz) na zmiernenie reakcie rozhrania.
- Kompozitný proces: Kompozitné zváranie laserom a oblúkom na zníženie vstupu tepla a zlepšenie plynulosti roztaveného fondu.
- Liečba po zváraní: Liečba žíhania (500 až 600 stupňov) na odstránenie stresu a zlepšenie húževnatosti kĺbov.
5. Preventívne opatrenia
Čistenie povrchu: Dôkladne odstráňte olej, oxidy a vyhnite sa pórom (pozri abstrakt 3).
Výber zariadení: Preferovaný je laser vlákien s vysokou hustotou energie a stabilnou kvalitou lúča.
Inšpekcia kvality: Ultrazvuková alebo röntgenová detekcia chýb sa používa na detekciu vnútorných defektov v kombinácii s metalografickou analýzou na vyhodnotenie rovnomernosti štruktúry.
Záver
Laserové zváranie FC0208 a SINTD10 je možné, ale tento proces je potrebné optimalizovať podľa materiálových charakteristík:
FC0208: Na reguláciu tepelného vstupu sú potrebné predhrievanie, pomalé chladenie a výplňové materiály na základe niklu.
SINTD10SINT-D10 je práškový metalurgický materiál nemeckého štandardu
: Optimalizujte laserové parametre, predbežné ošetrenie a inhibujte segregáciu medi.
Odlišné zváranie
: Spoliehajte sa na návrh strednej vrstvy a kompozitný proces, aby sa zabezpečila metalurgická kompatibilita rozhrania.
Odporúča sa overiť parametre procesu prostredníctvom experimentov a vyhodnotiť výkon zváraného kĺbu v kombinácii s analýzou mikroštruktúry (napríklad SEM, eds).
