A fröccsenés meghatározása: A hegesztés során fellépő fröccsenés az olvadt fémmedencéből a hegesztési folyamat során kilökődő olvadt fémcseppeket jelenti. Ezek a cseppek a környező munkafelületre hullhatnak, érdességet és egyenetlenséget okozva a felületen, valamint az olvadt medence minőségének romlását is okozhatják, ami horpadásokat, robbanási pontokat és egyéb hibákat eredményezhet a hegesztési felületen, amelyek befolyásolják a hegesztés mechanikai tulajdonságait.
A hegesztés során fellépő fröccsenés az olvadt fémből a hegesztési folyamat során kilökődő olvadt fémcseppeket jelenti. Ezek a cseppek a környező munkafelületre hullhatnak, érdességet és egyenetlenséget okozva a felületen, valamint az olvadt fém minőségének romlását okozhatják, ami horpadásokat, robbanási pontokat és egyéb hibákat eredményezhet a hegesztési felületen, amelyek befolyásolják a hegesztés mechanikai tulajdonságait.
Fröccsenés besorolása:
Kis fröccsenések: A hegesztési varrat szélén és az anyag felületén található megszilárdulási cseppek, amelyek főként a megjelenést befolyásolják, és nincsenek hatással a teljesítményre; Általában a megkülönböztetési határ az, hogy a cseppek mérete a hegesztési varrat olvadási szélességének kevesebb, mint 20%-a;
Nagy fröccsenés: Minőségromlás tapasztalható, ami horpadások, robbanási pontok, alámetszések stb. formájában nyilvánul meg a felületen.hegesztési varrat, ami egyenetlen feszültséghez és alakváltozáshoz vezethet, ami befolyásolja a hegesztési varrat teljesítményét. A fő hangsúly az ilyen típusú hibákon van.
A fröccsenés előfordulásának folyamata:
A fröccsenés úgy nyilvánul meg, mint az olvadt fém befecskendezése az olvadt medencébe a hegesztőfolyadék felületére nagyjából merőleges irányban a nagy gyorsulás miatt. Ez jól látható az alábbi ábrán, ahol a folyadékoszlop felemelkedik a hegesztőolvadékból, és cseppekre bomlik, fröccsenéseket képezve.
Fröccsenés előfordulásának helyszíne
Lézeres hegesztéshővezető képességű és mélypenetrációs hegesztésre oszlik.
A hővezető képességű hegesztés során szinte nem keletkezik fröcskölés: A hővezető képességű hegesztés során a hő főként az anyag felületéről a belső térbe kerül, és a folyamat során szinte egyáltalán nem keletkezik fröcskölés. Az eljárás során nem történik jelentős fémpárolgás vagy fizikai metallurgiai reakciók.
A mélypenetrációs hegesztés a fröccsenés fő oka: A mélypenetrációs hegesztés során a lézer közvetlenül az anyagba hatol, a hőt kulcslyukakon keresztül adja át az anyagnak, és a folyamatreakció intenzív, így ez a fő oka a fröccsenésnek.
Amint a fenti ábrán látható, egyes tudósok nagy sebességű fényképezést és magas hőmérsékletű átlátszó üveget használnak a kulcslyuk mozgásállapotának megfigyelésére lézeres hegesztés során. Megállapítható, hogy a lézer alapvetően a kulcslyuk elülső falának ütközik, lefelé áramlásra kényszerítve a folyadékot, megkerülve a kulcslyukat, és elérve az olvadékfürdő végét. A lézer vételi helye a kulcslyukban nincs rögzítve, a lézer Fresnel-abszorpciós állapotban van a kulcslyukban. Valójában ez egy többszörös refrakció és abszorpció állapota, amely fenntartja az olvadékfürdő folyadékának jelenlétét. A lézerfény törési helye minden folyamat során a kulcslyuk falának szögével változik, ami a kulcslyuk csavaró mozgásállapotát okozza. A lézersugárzás helye megolvad, elpárolog, erőhatásnak van kitéve és deformálódik, így a perisztaltikus rezgés előrehalad.
A fent említett összehasonlításban magas hőmérsékletű átlátszó üveget használnak, ami valójában az olvadékmedence keresztmetszeti nézetének felel meg. Végül is az olvadékmedence áramlási állapota eltér a valós helyzettől. Ezért egyes tudósok gyorsfagyasztási technológiát alkalmaznak. A hegesztési folyamat során az olvadékmedencét gyorsan lefagyasztják, hogy elérjék a kulcslyuk belsejében lévő pillanatnyi állapotot. Jól látható, hogy a lézer a kulcslyuk elülső falát éri el, lépcsőt képezve. A lézer erre a lépcsőhoronyra hat, az olvadékmedencét lefelé áramlásra kényszeríti, a lézer előrehaladása során kitölti a kulcslyuk rését, és így megkapja a valódi olvadékmedence kulcslyukán belüli áramlás hozzávetőleges áramlási iránydiagramját. Amint a jobb oldali ábrán látható, a folyékony fém lézeres ablációja által létrehozott fém visszarúgási nyomás a folyékony olvadékmedencét az elülső fal megkerülésére hajtja. A kulcslyuk az olvadékmedence vége felé mozog, hátulról szökőkútként felfelé tör, és a végelgyő olvadékmedence felületének ütközik. Ugyanakkor a felületi feszültség miatt (minél alacsonyabb a felületi feszültség hőmérséklete, annál nagyobb az ütközés) a farokolvadékban lévő folyékony fémet a felületi feszültség húzza az olvadékmedence széle felé, folyamatosan megszilárdulva. A jövőben megszilárdulhat folyékony fém visszakering a kulcslyuk farkába, és így tovább.
Lézeres kulcslyuk-mélyhegesztés vázlatos rajza: A: Hegesztési irány; B: Lézersugár; C: Kulcslyuk; D: Fémgőz, plazma; E: Védőgáz; F: Kulcslyuk elülső fala (olvasztás előtti csiszolás); G: Az olvadt anyag vízszintes áramlása a kulcslyuk útvonalán keresztül; H: Olvadékfürdő megszilárdulási határfelület; I: Az olvadékfürdő lefelé irányuló áramlási útvonala.
Összefoglalás:
A lézer és az anyag közötti kölcsönhatási folyamat: A lézer az anyag felületére hat, intenzív ablációt hoz létre. Az anyagot először felmelegítik, megolvasztják és elpárologtatják. Az intenzív párolgási folyamat során a fémgőz felfelé mozog, lefelé irányuló visszarúgási nyomást gyakorolva az olvadékmedencére, ami kulcslyuk alakú felületet eredményez. A lézer belép a kulcslyukba, és több emissziós és abszorpciós folyamaton megy keresztül, ami folyamatos fémgőz-ellátást eredményez, fenntartva a kulcslyukat. A lézer főként a kulcslyuk elülső falára hat, és a párolgás főként a kulcslyuk elülső falán történik. A visszarúgási nyomás a folyékony fémet a kulcslyuk elülső faláról a kulcslyuk körül az olvadékmedence vége felé nyomja. A kulcslyuk körül nagy sebességgel mozgó folyadék felfelé ütközik az olvadékmedencébe, hullámokat képezve. Ezután a felületi feszültség hatására a széle felé mozog, és ilyen ciklusban megszilárdul. A fröccsenés főként a kulcslyuk nyílásának szélén történik, és az elülső falon lévő folyékony fém nagy sebességgel megkerüli a kulcslyukat, és a hátsó fal olvadékmedencéjének helyzetébe ütközik.
Közzététel ideje: 2024. június 19.
