Увод
Широка примена ласерског заваривања легура алуминијума у индустријској производњи донела је значајне користи за одрживи развој и друштвено-економски напредак, јер истовремено повећава чврстоћу завара и смањује потрошњу енергије. Упркос обећавајућим изгледима за ове легуре, тренутна истраживања која се посебно баве смањењем потрошње енергије током процеса ласерског заваривања остају ограничена. Ова студија постиже двоструке циљеве повећања чврстоће зглобова и смањења потрошње енергије уградњом угљеничних наноцеви у траговима у легуру алуминијума 2А12. Студија дефинише „ефикасност заваривања“, успоставља модел потрошње енергије за ласерско заваривање легура алуминијума и спроводи упоредну анализу између процеса ласерског заваривања са додавањем угљеничних наноцеви и стандардног процеса ласерског заваривања. Резултати показују да додавање угљеничних наноцеви у траговима доводи до смањења потрошње енергије од преко 33% и повећања чврстоће споја од 101 МПа. Штавише, у поређењу са другим процесима ласерског заваривања легура алуминијума о којима се говори у постојећој литератури, ова техника показује значајне предности-уштеде енергије. Ова побољшања перформанси се приписују чињеници да угљеничне наноцеви у траговима повећавају брзину ласерске апсорпције легуре алуминијума, док наноцеви које остају унутар споја делују као медијум за ојачавање. Ова студија нуди нове увиде и методологије за постизање ниског{12}}угљеника, високог-заваривања алуминијумских легура.
Ова студија је значајно побољшала енергетску ефикасност ласерског заваривања легуре алуминијума и смањила потрошњу енергије заваривања додавањем угљеничних наноцеви у траговима. Прво је спроведена компаративна анализа између стандардног процеса ласерског заваривања и процеса ласерског заваривања који укључује угљеничне наноцеви, на основу утврђених модела потрошње енергије и ефикасности заваривања. Друго, ЛЦ-3 процес је упоредив са подацима о потрошњи енергије ласера који су наведени у релевантној литератури. Истовремено, механичка својства-критична метрика за квалитет заваривања-су укључена у оквир за процену за сваки спој. Коначно, разјашњена је суштинска корелација између могућности уштеде енергије ЛЦ-3 процеса и побољшаних перформанси заварених спојева. Кључни налази су сажети на следећи начин:
У поређењу са стандардним процесом ласерског заваривања, процес ласерског заваривања који укључује трагове угљеничних наноцеви (ЛЦ-3) показао је повећање ефикасности заваривања од 33% и постигао уштеду енергије од приближно 33%. Штавише, ЛЦ-3 процес је показао значајне предности у смислу смањења потрошње материјала.
У односу на постојеће процесе, ЛЦ-3 процес је постигао највећу ефикасност заваривања, достижући 60 мм²/с·кВ. За легуре алуминијума еквивалентне дебљине, ЛЦ-3 процес је такође показао најмању потрошњу енергије ласера.
Врхунске карактеристике{0}}уштеде енергије и високе{1}}карактеристике ЛЦ-3 процеса првенствено потичу од јединствених својстава апсорпције светлости угљеничних наноцеви у траговима. Испуњавањем завареног шава, ове наноцеви су значајно побољшале стопу апсорпције енергије ласера од легуре алуминијума, чиме су минимизирали губитак ласерске енергије током почетних фаза процеса заваривања.
