Definicija defekta prskanja: Prskanje u zavarivanju odnosi se na kapljice rastaljenog metala izbačene iz rastaljene kupke tijekom procesa zavarivanja. Ove kapljice mogu pasti na okolnu radnu površinu, uzrokujući hrapavost i neravnine na površini, a mogu uzrokovati i gubitak kvalitete rastaljene kupke, što rezultira udubljenjima, točkama eksplozije i drugim defektima na površini zavara koji utječu na mehanička svojstva zavara.
Prskanje pri zavarivanju odnosi se na kapljice rastaljenog metala izbačene iz rastaljene kupke tijekom procesa zavarivanja. Ove kapljice mogu pasti na okolnu radnu površinu, uzrokujući hrapavost i neravnine na površini, a mogu uzrokovati i gubitak kvalitete rastaljene kupke, što rezultira udubljenjima, točkama eksplozije i drugim nedostacima na površini zavara koji utječu na mehanička svojstva zavara.
Klasifikacija prskanja:
Mala prskanja: Kapljice skrućivanja prisutne na rubu zavara i na površini materijala, uglavnom utječu na izgled, a ne na performanse; Općenito, granica za razlikovanje je da je kapljica manja od 20% širine zavara;
Veliko prskanje: Dolazi do gubitka kvalitete, koji se manifestira kao udubljenja, točke eksplozije, podrezi itd. na površini zavarenog šava, što može dovesti do neravnomjernog naprezanja i deformacije, utječući na performanse zavarenog šava. Glavni fokus je na ovim vrstama nedostataka.
Proces pojave prskanja:
Prskanje se manifestira kao ubrizgavanje rastaljenog metala u rastaljenu kupku u smjeru otprilike okomitom na površinu tekućine za zavarivanje zbog velikog ubrzanja. To se jasno vidi na slici ispod, gdje se stupac tekućine diže iz taline za zavarivanje i raspada u kapljice, stvarajući prskanje.
Mjesto pojave prskanja
Lasersko zavarivanje se dijeli na zavarivanje toplinskom vodljivošću i zavarivanje dubokim prodiranjem.
Zavarivanje toplinskom vodljivošću gotovo da nema prskanja: Zavarivanje toplinskom vodljivošću uglavnom uključuje prijenos topline s površine materijala u unutrašnjost, gotovo bez prskanja tijekom procesa. Proces ne uključuje ozbiljno isparavanje metala ili fizičke metalurške reakcije.
Zavarivanje dubokim prodiranjem glavni je scenarij u kojem dolazi do prskanja: Zavarivanje dubokim prodiranjem uključuje laser koji izravno dopire do materijala, prenosi toplinu na materijal kroz ključanice, a reakcija procesa je intenzivna, što ga čini glavnim scenarijem u kojem dolazi do prskanja.
Kao što je prikazano na gornjoj slici, neki znanstvenici koriste brzu fotografiju u kombinaciji s prozirnim staklom visoke temperature kako bi promatrali status kretanja ključanice tijekom laserskog zavarivanja. Može se vidjeti da laser u osnovi udara u prednju stijenku ključanice, gurajući tekućinu da teče prema dolje, zaobilazeći ključanicu i dosežući rep rastaljenog bazena. Položaj u kojem se laser prima unutar ključanice nije fiksan, već se laser nalazi u stanju Fresnelove apsorpcije unutar ključanice. Zapravo, to je stanje višestrukih refrakcija i apsorpcije, održavajući postojanje rastaljene tekućine bazena. Položaj laserske refrakcije tijekom svakog procesa mijenja se s kutom stijenke ključanice, uzrokujući da se ključanica nalazi u stanju kružnog kretanja. Položaj laserskog zračenja topi se, isparava, podvrgava se sili i deformira, pa se peristaltička vibracija kreće naprijed.
U gore navedenoj usporedbi koristi se prozirno staklo visoke temperature, što je zapravo ekvivalentno presjeku rastaljenog bazena. Uostalom, stanje toka rastaljenog bazena razlikuje se od stvarne situacije. Stoga su neki znanstvenici koristili tehnologiju brzog zamrzavanja. Tijekom procesa zavarivanja, rastaljeni bazen se brzo zamrzava kako bi se postiglo trenutno stanje unutar ključanice. Jasno se vidi da laser udara u prednju stijenku ključanice, formirajući stepenicu. Laser djeluje na ovaj utor stepenice, gurajući rastaljeni bazen da teče prema dolje, ispunjavajući prazninu ključanice tijekom kretanja lasera naprijed i tako dobivajući približni dijagram smjera toka unutar ključanice stvarnog rastaljenog bazena. Kao što je prikazano na desnoj slici, tlak trzanja metala generiran laserskom ablacijom tekućeg metala tjera tekući rastaljeni bazen da zaobiđe prednju stijenku. Ključanica se kreće prema repu rastaljenog bazena, dižući se prema gore poput fontane sa stražnje strane i udarajući u površinu repa rastaljenog bazena. Istovremeno, zbog površinske napetosti (što je niža temperatura površinske napetosti, to je veći udar), tekući metal u repnom dijelu rastaljenog sloja povlači se površinskom napetošću prema rubu rastaljenog sloja, kontinuirano se skrućivajući. Tekući metal koji se u budućnosti može skrućiti cirkulira natrag do repa ključanice i tako dalje.
Shematski dijagram laserskog zavarivanja dubokog prodiranja u ključanicu: A: Smjer zavarivanja; B: Laserska zraka; C: Ključanica; D: Metalna para, plazma; E: Zaštitni plin; F: Prednja stijenka ključanice (brušenje prije taljenja); G: Horizontalni tok rastaljenog materijala kroz putanju ključanice; H: Sučelje skrućivanja taline; I: Silazni put toka rastaljene taline.
Proces interakcije između lasera i materijala: Laser djeluje na površinu materijala, stvarajući intenzivnu ablaciju. Materijal se prvo zagrijava, topi i isparava. Tijekom intenzivnog procesa isparavanja, metalna para se kreće prema gore kako bi rastaljenoj posudi dala silazni tlak trzaja, što rezultira ključanicom. Laser ulazi u ključanicu i prolazi kroz višestruke procese emisije i apsorpcije, što rezultira kontinuiranom opskrbom metalne pare koja održava ključanicu; Laser uglavnom djeluje na prednju stijenku ključanice, a isparavanje se uglavnom događa na prednjoj stijenci ključanice. Tlak trzaja gura tekući metal s prednje stijenke ključanice kako bi se kretao oko ključanice prema repu rastaljene posude. Tekućina koja se kreće velikom brzinom oko ključanice udarit će u rastaljenu posudu prema gore, stvarajući podignute valove. Zatim, pogonjena površinskom napetošću, kreće se prema rubu i skrućuje se u takvom ciklusu. Prskanje se uglavnom događa na rubu otvora ključanice, a tekući metal na prednjoj stijenci velikom brzinom će zaobići ključanicu i utjecati na položaj rastaljene posude stražnje stijenke.
Vrijeme objave: 29. ožujka 2024.
