Þegar stál er tengt við ál myndast hvarfið milli Fe og Al atóma í tengingarferlinu brothætt millimálmsambönd (IMC). Tilvist þessara IMCs takmarkar vélrænan styrk tengingarinnar, þess vegna er nauðsynlegt að stjórna magni þessara efnasambanda. Ástæðan fyrir myndun IMC er sú að leysni Fe í Al er léleg. Ef það fer yfir ákveðið magn getur það haft áhrif á vélræna eiginleika suðunnar. IMC hafa einstaka eiginleika eins og hörku, takmarkaða sveigjanleika og seigleika og formfræðilega eiginleika. Rannsóknir hafa leitt í ljós að í samanburði við önnur IMC er Fe2Al5 IMC lagið almennt talið brothættast (11,8± 1,8 GPa) IMC áfanga, og er einnig aðalástæðan fyrir lækkun á vélrænni eiginleikum vegna suðubilunar. Þessi grein rannsakar fjarsuðuferlið IF stáls og 1050 áls með því að nota stillanlegan hringhams leysir og rannsakar ítarlega áhrif lögun leysigeisla á myndun millimálmaefnasambanda og vélrænni eiginleika. Með því að stilla aflhlutfall kjarna/hringsins kom í ljós að í leiðslustillingu getur kjarna/hringaflhlutfallið 0,2 náð betra suðuviðmótstengiflatarmáli og dregið verulega úr þykkt Fe2Al5 IMC og þar með bætt skurðstyrk samskeytisins. .
Þessi grein kynnir áhrif stillanlegs hringhams leysis á myndun millimálma efnasambanda og vélrænni eiginleika við ytri leysisuðu á IF stáli og 1050 áli. Rannsóknarniðurstöðurnar benda til þess að í leiðsluham veitir aflhlutfall kjarna/hringsins 0,2 stærra suðuviðmótstengingarflatarmál, sem endurspeglast af hámarks skurðstyrk upp á 97,6 N/mm2 (samskeyti 71%). Að auki, samanborið við Gauss-geisla með aflhlutfalli sem er meira en 1, dregur þetta verulega úr þykkt Fe2Al5 millimálmefnasambandsins (IMC) um 62% og heildarþykkt IMC um 40%. Í götunarham komu fram sprungur og minni skurðstyrkur samanborið við leiðnihaminn. Rétt er að taka fram að veruleg kornfágun kom fram í suðusaumnum þegar aflhlutfall kjarna/hringja var 0,5.
Þegar r=0 myndast aðeins lykkjuafl en þegar r=1 myndast aðeins kjarnaafl.
Skýringarmynd af krafthlutfalli r milli Gaussgeisla og hringlaga geisla
(a) suðubúnaður; (b) Dýpt og breidd suðusniðsins; (c) Skýringarmynd sem sýnir sýnishorn og innréttingarstillingar
MC próf: Aðeins þegar um er að ræða Gaussgeisla, er suðusaumurinn upphaflega í grunnum leiðniham (ID 1 og 2), og fer síðan yfir í læsingarholu að hluta (ID 3-5), með augljósum sprungum. Þegar hringafl jókst úr 0 í 1000 W voru engar augljósar sprungur við ID 7 og dýpt járnauðgunar var tiltölulega lítil. Þegar hringafl eykst í 2000 og 2500 W (kennitölur 9 og 10) eykst dýpt ríku járnsvæðisins. Of mikil sprunga við 2500w hringafl (ID 10).
MR próf: Þegar kjarnaafl er á milli 500 og 1000 W (ID 11 og 12), er suðusaumurinn í leiðniham; Með því að bera saman ID 12 og ID 7, þó að heildarafl (6000w) sé það sama, útfærir ID 7 læsingarholuham. Þetta stafar af verulegri lækkun á aflþéttleika við ID 12 vegna ríkjandi lykkjueiginleika (r=0,2). Þegar heildarafl nær 7500 W (ID 15) er hægt að ná fullri skarpskyggnistillingu og samanborið við 6000 W sem notuð eru í ID 7 eykst kraftur fulls skarpskyggnihams verulega.
IC próf: Framkvæmd ham (ID 16 og 17) náðist við 1500w kjarnaafl og 3000w og 3500w hringafl. Þegar kjarnaaflið er 3000w og hringaflið er á milli 1500w og 2500w (ID 19-20), birtast augljósar sprungur á viðmótinu milli ríkulegs járns og ríkulegs áls, sem mynda staðbundið smærri gatamynstur. Þegar hringafl er 3000 og 3500w (ID 21 og 22), náðu skráargatsstillingu fyrir fulla skarpskyggni.
Fulltrúar þversniðsmyndir af hverri suðuauðkenningu undir sjónsmásjá
Mynd 4. (a) Sambandið milli endanlegra togstyrks (UTS) og aflhlutfalls í suðuprófum; (b) Heildarafl allra suðuprófana
Mynd 5. (a) Tengsl milli stærðarhlutfalls og UTS; (b) sambandið milli útvíkkunar og skarpskyggni og UTS; (c) Aflþéttleiki fyrir allar suðuprófanir
Mynd 6. (ac) Vickers microhardness inndráttur útlínur kort; (df) Samsvarandi SEM-EDS efnafræðileg litróf fyrir dæmigerða leiðsluhamsuðu; (g) Skýringarmynd af viðmóti stáls og áls; (h) Fe2Al5 og heildar IMC þykkt á leiðandi hamsuðu
Mynd 7. (ac) Vickers microhardness inndráttur útlínur kort; (df) Samsvarandi SEM-EDS efnafræðileg litróf fyrir dæmigerða staðbundna suðu í gegnum götun
Mynd 8. (ac) Vickers microhardness inndráttur útlínur kort; (df) Samsvarandi SEM-EDS efnafræðileg litróf fyrir dæmigerða suðu með fullri gegndræpi götunarhams
Mynd 9. EBSD lóð sýnir kornastærð járnríka svæðisins (efri plötu) í prófun á fullri gegndræpi götunar og mælir kornastærðardreifingu
Mynd 10. SEM-EDS litróf á viðmóti milli auðugt járns og auðugt áls
Þessi rannsókn rannsakaði áhrif ARM leysis á myndun, örbyggingu og vélræna eiginleika IMC í IF stál-1050 álblöndu ósvipuðum hringsoðnum liðum. Rannsóknin tók til þriggja suðuhama (leiðnihamur, staðbundinnar gegnumsnúningshamurs og fullspenetrunarhamurs) og þriggja valinna leysigeislaforma (Gauss geisla, hringlaga geisla og Gauss hringlaga geisla). Rannsóknarniðurstöður benda til þess að val á viðeigandi aflhlutfalli Gaussgeisla og hringlaga geisla sé lykilatriði til að stjórna myndun og örbyggingu innra mótefnakolefnis og hámarka þannig vélræna eiginleika suðunnar. Í leiðniham gefur hringlaga geisli með aflhlutfallið 0,2 besta suðustyrkinn (71% samnýtni). Í götunarstillingu framleiðir Gauss-geislinn meiri suðudýpt og hærra hlutfall, en suðustyrkurinn minnkar verulega. Hringlaga geislinn með aflhlutfallið 0,5 hefur veruleg áhrif á betrumbót á hliðarkornum úr stáli í suðusaumnum. Þetta er vegna þess að lægri hámarkshitastig hringlaga geislans leiðir til hraðari kælingarhraða og vaxtartakmarkandi áhrifa flæðis leysiefnis Al í átt að efri hluta suðusaumsins á kornabygginguna. Sterk fylgni er á milli Vickers örhörku og spá Thermo Calc um rúmmálshlutfall fasa. Því hærra sem rúmmálshlutfall Fe4Al13 er, því hærra er örhörkja.
Birtingartími: 25-jan-2024
