Aplikasi kimpalan laser pada keluli tahan karat 7

Kecacatan: Punca dan Penyelesaian

Kimpalan laser pada keluli tahan karat menawarkan ketepatan yang tiada tandingan, tetapi kecacatan masih boleh berlaku jika penyediaan bahan, parameter proses, atau penghantaran gas perlindungan tidak dioptimumkan sepenuhnya. Berbeza dengan kimpalan arka, kolam lebur yang kecil dalam kimpalan laser membeku dengan sangat pantas, jadi gangguan kecil sekalipun pada penghantaran tenaga atau perlindungan boleh menghasilkan celaan yang nyata atau tersembunyi. Di bawah adalah pecahan terperinci jenis kecacatan biasa, punca asalnya, dan tindakan pembetulan yang telah terbukti.

Porositi

· Punca Metalurgi: Gelembung gas (hidrogen, oksigen, nitrogen) terperangkap dalam kolam lebur semasa pembekuan. Hidrogen adalah penyebab paling biasa—kerap kali berasal daripada wap air atau hidrokarbon pada permukaan sambungan.

· Pencetus Khusus Laser:

1. Penghilangan gris yang tidak mencukupi (cecair pemotong, minyak, sisa pelekat).

2. Penyerapan wap air daripada persekitaran yang lembap.

3. Kegiatan gas pelindung menarik udara sekeliling.

· Penyelesaian:

1. Kebersihan: Bersihkan komponen dengan pelarut dan keringkan segera sebelum mengimpal.

2. Pelindungan: Kekalkan aliran gas laminar; gunakan muncung yang lebih besar atau peresap untuk mengelakkan kelicinan.

3. Larasan Parameter: Kurangkan sedikit kelajuan pergerakan untuk membenarkan gas keluar sebelum pembekuan; elakkan kedalaman lubang kunci yang berlebihan yang boleh terperangkap gas.

Retak Panas (Retak Pembekuan)

· Punca Metalurgi: Kandungan ferit rendah dalam kimpalan austenit sepenuhnya menyebabkan bendasing terkumpul di sempadan butir semasa pembekuan. Tegasan regangan daripada pengecutan mencetuskan retakan sebelum pembekuan lengkap.

· Pencetus Khusus Laser:

1. Kelajuan pergerakan yang sangat tinggi menghasilkan pembekuan sempit dan austenit sepenuhnya.

2. Rangka pengapit yang kaku yang menghadkan pengecutan.

· Penyelesaian:

1. Metalurgi: Gunakan bahan pengisi dengan keupayaan ferit lebih tinggi (contoh, ER308L, ER316L) untuk mencapai 3–8% ferit.

2. Pengurusan Tegasan: Kurangkan sekatan dalam pengapit; susun kimpalan secara berselang-seli untuk menyebarkan daya pengecutan.

3. Penalaan Parameter: Elakkan kelajuan sangat tinggi pada gred sensitif; laraskan fokus alur sedikit lebih lebar.

Ketiadaan Pelakuran / Penembusan Tidak Lengkap

· Punca Metalurgi: Peleburan bahagian sambungan atau akar yang tidak lengkap disebabkan oleh ketumpatan tenaga tidak mencukupi atau kedudukan alur yang kurang baik.

· Pencetus Khusus Laser:

1. Alur yang tidak berfokus akibat kedudukan fokus yang salah.

2. Salah selari antara alur dengan garis tengah sambungan.

3. Kelajuan perjalanan berlebihan.

· Penyelesaian:

1. Optik: Sahkan panjang fokus dan kedudukan; periksa pencemaran kanta.

2. Parameter: Tingkatkan kuasa atau kurangkan kelajuan perjalanan; kurangkan amplitud goyangan jika berlebihan.

3. Sediaan Sambungan: Perbaiki persediaan sambungan dan pastikan jurang <0.1 mm untuk kimpalan autogenus.

Kekisutan Bawah / Isian Kurang

· Punca Metalurgi: Logam asas melebur di hujung kimpalan tanpa pengisian logam lebur yang mencukupi.

· Pencetus Khusus Laser:

1. Ketumpatan tenaga tinggi digabungkan dengan perjalanan pantas, yang menyebabkan logam hujung terhanyut.

2. Penempatan alur pancar luar pusat.

· Penyelesaian:

1. Kurangkan kelajuan perjalanan atau pesongan alur pancar untuk memperbaiki basahan.

2. Tambahkan wayar pengisi untuk menutup jurang atau membentuk bebibir.

3. Laraskan gas perisai untuk mengelakkan aliran plasma berlebihan yang menstabilkan kolam lebur.

Ketidakstabilan Lubang Kunci / Percikan

· Punca Metalurgi: Fluktuasi dalam rongga wap (lubang kunci) menyebabkan runtuhan atau lontaran logam cair.

· Pencetus Khusus Laser:

1. Ketumpatan kuasa berlebihan menyebabkan pengewapan yang ganas.

2. Pencemaran mencipta penyerapan yang tidak sekata.

3. Pemilihan gas perisai yang kurang baik atau aliran yang menyebabkan aliran tidak stabil.

· Penyelesaian:

1. Kurangkan ketumpatan kuasa puncak sedikit; laraskan kedudukan fokus untuk kestabilan.

2. Pastikan permukaan bebas oksida dan kering.

3. Gunakan campuran helium untuk menstabilkan lubang kunci dalam mod penembusan dalam.

Pencacatan Warna dan Pengoksidaan

· Punca Metalurgi: Kromium dalam keluli tahan karat teroksida apabila logam panas terdedah kepada oksigen, membentuk warna haba yang boleh mengurangkan rintangan kakisan.

· Pencetus Khusus Laser:

1. Perlindungan gas perisai yang tidak mencukupi semasa dan selepas kimpalan.

2. Suhu antara lapisan atau suhu penyejukan terlalu tinggi tanpa perlindungan pengiring.

· Penyelesaian:

1. Tingkatkan perisai utama dan tambah perisai pengiring untuk meliputi lorong yang menyejuk selama 2–5 saat.

2. Gunakan gas berkualiti tinggi (>99.99%).

3. Minimalkan input haba sambil mengekalkan penembusan.

Hanyutan Berlebihan

· Punca Metalurgi: Keluli tahan karat mempunyai pekali pengembangan haba yang tinggi yang membesarkan perubahan suhu walaupun kecil, menghasilkan tekanan susut.

· Pencetus Khusus Laser:

1. Sinar terlalu kuat untuk ketebalan sambungan.

2. Kimpalan panjang dan berterusan tanpa urutan yang seimbang.

· Penyelesaian:

1. Kurangkan input haba melalui penyesuaian kelajuan atau kuasa.

2. Susun urutan kimpalan untuk menyeimbangkan tekanan.

3. Gunakan peranti pemegang dengan pengapit terkawal yang membenarkan pengembangan terhad tanpa kehilangan penyelarasan.

Dalam kimpalan laser keluli tahan karat, kebanyakan kecacatan berpunca daripada salah satu daripada empat punca utama: pencemaran, kawalan alur yang kurang baik, input haba yang tidak betul, atau perlindungan yang tidak mencukupi. Kekosongan berlaku akibat pencemaran atau terperangkapnya gas, retakan panas disebabkan oleh kawalan ferit yang lemah dan rintangan tinggi, kegagalan kimpal akibat penembusan yang tidak mencukupi, lekuk tepi disebabkan oleh penyelarasan alur yang tidak tepat, ketidakstabilan lubang kunci akibat rongga wap yang tidak stabil, perubahan warna akibat pendedahan oksigen, dan ubah bentuk akibat ketidakseimbangan haba. Penyelesaiannya sentiasa bertujuan: buang punca utama, bukan hanya gejala, dengan menangani penyediaan, parameter, dan penghantaran gas pelindung.