1. أمثلة التطبيق
1) لوحة الربط
في ستينيات القرن الماضي، اعتمدت شركة تويوتا للسيارات لأول مرة تقنية القطع الفارغة الملحومة خصيصًا. هو ربط ورقتين أو أكثر معاً عن طريق اللحام ومن ثم ختمها. يمكن أن يكون لهذه الأوراق سمك ومواد وخصائص مختلفة. نظرًا للمتطلبات المتزايدة لأداء السيارات ووظائفها مثل توفير الطاقة، وحماية البيئة، وسلامة القيادة، وما إلى ذلك، فقد اجتذبت تكنولوجيا اللحام المخصصة المزيد والمزيد من الاهتمام. يمكن لحام الألواح استخدام اللحام النقطي، واللحام بعقب الفلاش،اللحام بالليزرواللحام بقوس الهيدروجين، وما إلى ذلك. وفي الوقت الحاضر،اللحام بالليزريستخدم بشكل رئيسي في الأبحاث الأجنبية وإنتاج الفراغات الملحومة خصيصًا.
ومن خلال مقارنة نتائج الاختبار والحساب، كانت النتائج متوافقة بشكل جيد، مما يؤكد صحة نموذج مصدر الحرارة. تم حساب عرض خط اللحام تحت معلمات عملية مختلفة وتحسينه تدريجيًا. أخيرًا، تم اعتماد نسبة طاقة الشعاع 2:1، وتم ترتيب العوارض المزدوجة بالتوازي، وتم وضع شعاع الطاقة الكبير في مركز خط اللحام، ووضع شعاع الطاقة الصغير في اللوحة السميكة. يمكن أن يقلل بشكل فعال من عرض اللحام. عندما يكون الشعاعان على مسافة 45 درجة من بعضهما البعض. عندما يتم ترتيبها، فإن الشعاع يعمل على اللوحة السميكة واللوحة الرقيقة على التوالي. بسبب انخفاض قطر شعاع التسخين الفعال، ينخفض عرض اللحام أيضًا.
2) الألومنيوم الصلب معادن مختلفة
تتوصل الدراسة الحالية إلى الاستنتاجات التالية: (1) مع زيادة نسبة طاقة الشعاع، يتناقص تدريجيًا سمك المركب بين المعادن في نفس منطقة موضع واجهة اللحام/سبائك الألومنيوم، ويصبح التوزيع أكثر انتظامًا. عندما تكون RS = 2، يكون سمك طبقة IMC للواجهة بين 5-10 ميكرون. الحد الأقصى لطول IMC الحر "الشبيه بالإبرة" يتراوح بين 23 ميكرون. عندما تكون RS = 0.67، يكون سمك طبقة IMC للواجهة أقل من 5 ميكرون، والحد الأقصى لطول IMC الحر "الشبيه بالإبرة" هو 5.6 ميكرون. يتم تقليل سمك المركب المعدني بشكل كبير.
(2)عند استخدام الليزر ثنائي الشعاع المتوازي في اللحام، يكون IMC عند واجهة اللحام/سبائك الألومنيوم غير منتظم. تكون سماكة طبقة IMC عند واجهة اللحام/سبائك الألومنيوم بالقرب من الواجهة المشتركة للصلب/سبائك الألومنيوم أكثر سمكًا، ويبلغ الحد الأقصى للسمك 23.7 ميكرون. . مع زيادة نسبة طاقة الحزمة، عندما تكون RS=1.50، فإن سمك طبقة IMC عند واجهة اللحام/سبائك الألومنيوم لا يزال أكبر من سمك المركب المعدني في نفس المنطقة من الحزمة المزدوجة التسلسلية.
3. وصلة على شكل حرف T من سبائك الألومنيوم والليثيوم
فيما يتعلق بالخصائص الميكانيكية للمفاصل الملحومة بالليزر لسبائك الألومنيوم 2A97، قام الباحثون بدراسة الصلابة الدقيقة وخصائص الشد وخصائص التعب. تظهر نتائج الاختبار أن: منطقة اللحام للوصلة الملحومة بالليزر لسبائك الألومنيوم 2A97-T3/T4 قد تم تخفيفها بشدة. يبلغ المعامل حوالي 0.6، وهو ما يرتبط بشكل أساسي بالذوبان والصعوبة اللاحقة في هطول الأمطار في مرحلة التقوية؛ يمكن أن يصل معامل القوة لمفاصل سبائك الألومنيوم 2A97-T4 الملحومة بليزر الألياف IPGYLR-6000 إلى 0.8، لكن اللدونة منخفضة، في حين أن ألياف IPGYLS-4000اللحام بالليزريبلغ معامل القوة لمفاصل سبائك الألومنيوم الملحومة بالليزر 2A97-T3 حوالي 0.6؛ عيوب المسام هي أصل شقوق التعب في الوصلات الملحومة بالليزر المصنوعة من سبائك الألومنيوم 2A97-T3.
في الوضع المتزامن، وفقًا لأشكال الكريستال المختلفة، يتكون FZ بشكل أساسي من بلورات عمودية وبلورات متساوية المحاور. البلورات العمودية لها اتجاه نمو EQZ الفوقي، واتجاهات نموها متعامدة مع خط الاندماج. وذلك لأن سطح حبيبات EQZ عبارة عن جسيم نووي جاهز، وتبديد الحرارة في هذا الاتجاه هو الأسرع. ولذلك، فإن المحور البلوري الأساسي لخط الاندماج العمودي ينمو بشكل تفضيلي وتكون الجوانب مقيدة. مع نمو البلورات العمودية باتجاه مركز اللحام، يتغير الشكل الهيكلي وتتشكل التشعبات العمودية. في مركز اللحام، تكون درجة حرارة البركة المنصهرة مرتفعة، ومعدل تبديد الحرارة هو نفسه في جميع الاتجاهات، وتنمو الحبوب بشكل متساوي المحور في جميع الاتجاهات، وتشكل التشعبات متساوية المحاور. عندما يكون المحور البلوري الأساسي للتشعبات متساوية المحاور مماسًا تمامًا لمستوى العينة، يمكن ملاحظة الحبوب الواضحة التي تشبه الزهرة في الطور الميتالوغرافي. بالإضافة إلى ذلك، تتأثر بالتبريد الفائق للمكونات المحلية في منطقة اللحام، وعادة ما تظهر العصابات ذات الحبيبات الدقيقة متساوية المحاور في منطقة التماس الملحومة للمفصل المتزامن على شكل حرف T، ويختلف شكل الحبوب في الفرقة ذات الحبيبات الدقيقة متساوية المحاور عن مورفولوجيا الحبوب من EQZ. نفس المظهر. نظرًا لأن عملية التسخين في الوضع غير المتجانس TSTB-LW تختلف عن عملية التسخين في الوضع المتزامن TSTB-LW، فهناك اختلافات واضحة في الشكل الكبير وتشكل البنية المجهرية. لقد شهد المفصل ذو الوضع غير المتجانس TSTB-LW على شكل حرف T دورتين حراريتين، مما يُظهر خصائص حوض السباحة المنصهر المزدوج. هناك خط انصهار ثانوي واضح داخل اللحام، والمسبح المنصهر الذي يتكون من لحام التوصيل الحراري صغير. في عملية الوضع غير المتجانس TSTB-LW، يتأثر لحام الاختراق العميق بعملية تسخين لحام التوصيل الحراري. التشعبات العمودية والتشعبات متساوية المحاور القريبة من خط الدمج الثانوي لها حدود أقل للحبيبات وتتحول إلى بلورات عمودية أو خلوية، مما يشير إلى أن عملية تسخين اللحام بالتوصيل الحراري لها تأثير معالجة حرارية على اللحامات ذات الاختراق العميق. ويبلغ حجم حبيبات التشعبات الموجودة في مركز اللحام الموصل حرارياً 2-5 ميكرون، وهو أصغر بكثير من حجم حبيبات التشعبات الموجودة في مركز لحام الاختراق العميق (5-10 ميكرون). ويرتبط هذا بشكل أساسي بالتسخين الأقصى للحامات على كلا الجانبين. ترتبط درجة الحرارة بمعدل التبريد اللاحق.
3) مبدأ لحام الكسوة بمسحوق الليزر مزدوج الشعاع
4)قوة وصلة لحام عالية
في تجربة اللحام بترسيب مسحوق الليزر مزدوج الشعاع، نظرًا لتوزيع شعاعي الليزر جنبًا إلى جنب على جانبي سلك الجسر، يكون نطاق الليزر والركيزة أكبر من نطاق لحام ترسيب مسحوق الليزر أحادي الشعاع، وتكون وصلات اللحام الناتجة عمودية على سلك الجسر. اتجاه السلك ممدود نسبيًا. يوضح الشكل 3.6 وصلات اللحام التي تم الحصول عليها عن طريق اللحام بترسيب مسحوق الليزر أحادي الشعاع ومزدوج الشعاع. أثناء عملية اللحام، سواء كانت شعاع مزدوجاللحام بالليزرطريقة أو شعاع واحداللحام بالليزرالطريقة، يتم تشكيل تجمع منصهر معين على المادة الأساسية من خلال التوصيل الحراري. بهذه الطريقة، يمكن لمعدن المادة الأساسية المنصهرة في حوض السباحة المنصهر أن يشكل رابطة معدنية مع مسحوق السبائك ذاتية التدفق المنصهر، وبالتالي تحقيق اللحام. عند استخدام شعاع ليزر مزدوج للحام، فإن التفاعل بين شعاع الليزر والمادة الأساسية هو التفاعل بين مناطق عمل شعاعي الليزر، أي التفاعل بين المجمعين المنصهرين اللذين يشكلهما الليزر على المادة . وبهذه الطريقة، تكون مساحة الاندماج الجديد الناتج أكبر من مساحة الحزمة الواحدةاللحام بالليزر، لذلك يتم الحصول على وصلات اللحام بواسطة شعاع مزدوجاللحام بالليزرأقوى من شعاع واحداللحام بالليزر.
2. قابلية لحام عالية وتكرار
في شعاع واحداللحام بالليزرالتجربة، نظرًا لأن مركز نقطة الليزر المركزة يعمل مباشرة على سلك الجسر الصغير، فإن سلك الجسر لديه متطلبات عالية جدًااللحام بالليزرمعلمات العملية، مثل التوزيع غير المتساوي لكثافة طاقة الليزر وسمك مسحوق السبائك غير المتساوي. سيؤدي ذلك إلى كسر الأسلاك أثناء عملية اللحام وحتى التسبب بشكل مباشر في تبخر سلك الجسر. في طريقة اللحام بالليزر مزدوج الشعاع، نظرًا لأن مراكز التركيز المركزة لشعاعي الليزر لا تعمل بشكل مباشر على أسلاك الجسر الصغير، يتم تقليل المتطلبات الصارمة لمعلمات عملية اللحام بالليزر لأسلاك الجسر، كما يتم تقليل قابلية اللحام و تم تحسين التكرار بشكل كبير. .
وقت النشر: 17 أكتوبر 2023
