01 Увод
5А06 алуминијумска легура се широко користи у аутомобилској, ваздухопловној и индустрији посуда под притиском због своје високе чврстоће и одличне отпорности на корозију. Међутим, његова висока топлотна проводљивост, ниска вискозност и висока рефлективност чине ласерско заваривање изазовним, што често доводи до лоше формабилности и озбиљних дефеката порозности. У поређењу са заваривањем са једним ласером или МИГ заваривањем, ласер-МИГ хибридно заваривање показује супериорно енергетско спајање, стабилност растопљеног базена и могућност обликовања, побољшавајући дубоко продирање и отпорност на порозност. Ипак, за легуру алуминијума 5А06, испаравање магнезијума и промене растворљивости водоника и даље доводе до значајних проблема са порозношћу, што захтева даље истраживање механизама формирања пора и оптимизацију процеса. Ова студија се фокусира на легуру алуминијума 5А06 дебљине 6,9 мм, анализирајући микроструктуру, дистрибуцију порозности, механизме формирања пора и варијације микротврдоће заварених спојева при хибридном заваривању. Такође истражује одговарајуће комбинације брзине заваривања и снаге ласера.
02 Преглед
Истраживање систематски анализира структурне карактеристике и проблеме са порозношћу спојева од легуре алуминијума 5А06 дебљине 6,9 мм под ласерским-МИГ хибридним заваривањем. Открива да је брзина заваривања кључни параметар који утиче на формабилност, стопу порозности и механичке перформансе. Студија идентификује порозност као примарни недостатак, узрокован двама главним факторима: гасовитим водоником који се таложи током брзог очвршћавања и испаравањем магнезијума на високим температурама које ствара мехуриће. Ове поре су углавном концентрисане у горњој половини шава. Присуство пора значајно смањује тврдоћу зглобова. Док грубо зрно изазива омекшавање у зони -захваћеној топлотом (ХАЗ), омекшавање у зони завара (ВБ) је углавном због пора. Истраживање наглашава да порозност има далеко већи утицај на смањење тврдоће од грубости зрна, при чему локална тврдоћа пада на чак 29% просечне вредности. Упоређене су различите брзине заваривања: прениске (2 м/мин) су довеле до агрегације пора и ниске тврдоће, док су превисоке (3,5 м/мин) довеле до процеса{15}}индукованих пора у корену шава. Оптимална брзина заваривања је 3 м/мин, чиме су постигнуте фине, равномерно распоређене поре, добра пенетрација и већа тврдоћа.
03 Слике и анализа
Слика 1 илуструје макроскопску морфологију заварених спојева под различитим параметрима процеса. Добра пенетрација је постигнута при брзинама између 2–3,5 м/мин, са потпуним формирањем шава и без пукотина, наглашавајући ефикасност ласерског-МИГ хибридног заваривања у поређењу са само МИГ заваривањем.
Слика 2 приказује микроструктурне карактеристике заварених спојева, укључујући зону завара (ВБ), зону -захваћену топлотом (ХАЗ) и основни метал (БМ). Зона шава се првенствено састоји од равноосних дендрита, са зрнима која прелазе из ступастих у равноосне у близини линије фузије. Металуршке поре од 29–52 μм су уочене у ВБ.
Слика 3 приказује расподелу пора у различитим регионима. Поре у горњем завару (подручје А) су првенствено металуршке, формиране су због ометања излаза мехурића током очвршћавања.
Слика 4 приказује расподелу микротврдоће по завареним спојевима. И ВБ и ХАЗ су испољили омекшавање, при чему су поре имале већи утицај на смањење тврдоће од грубости зрна. Веће брзине заваривања повећале су просечну тврдоћу, са нешто већом тврдоћом уоченом у горњим деловима завара.
04 Закључак
Ова студија о спојевима од легуре алуминијума 5А06 дебљине 6,9 мм под ласерским-МИГ хибридним заваривањем даје следеће закључке:
1. Ласер-МИГ хибридно заваривање постиже добар продор између 2–3,5 м/мин, значајно побољшавајући квалитет завара.
2. Поре се углавном концентришу у горњем делу завара, узроковане преципитацијом водоника и испаравањем магнезијума. Порозност има већи утицај на омекшавање зглобова од грубости зрна.
3. Оптимални параметри: снага ласера 4,5 кВ и брзина заваривања 3 м/мин, што даје ниску порозност, малу величину пора и повољну расподелу микротврдоће.
4. Правилна контрола процеса (чишћење површине, заштитни гас и оптимизација брзине заваривања) је од суштинског значаја за смањење порозности и побољшање перформанси завара.
Референце
Оригинална публикација: Јоурнал оф Мануфацтуринг Процессес, хттпс://дои.орг/10.1016/ј.јмапро.2018.08.011
