Alxanka Laser-ka - Saamaynta Cabbiraadaha Oscillation-ka ee Habka Giraanta La Hagaajin Karo (ARM) Alxanka Laser-ka ee Aluminium-ka Alloys

Alxanka Laser-ka - Saamaynta Cabbiraadaha Oscillation-ka ee Habka Giraanta La Hagaajin Karo (ARM) Alxanka Laser-ka ee Aluminium-ka Alloys

1. Soo Koobid

Daraasaddani waxay baartaa saameynta baaxadda iyo soo noqnoqoshada oscillation ee tayada dusha sare, qaab-dhismeedka macro iyo micro-structures, iyo daloolka qaabka giraanta la hagaajin karo (ARM)laysarka oscillating-ka oo la alxamayTaarikada aluminiumka A5083. Natiijooyinka waxay muujinayaan in marka la kordhiyo baaxadda iyo soo noqnoqoshada gariirka, tayada dusha sare ee alxanka ayaa la hagaajiyaa. Marka baaxadda la kordhiyo, qaybta iskutallaabta alxanka waxay ka beddeshaa qaab "gooblet" una beddeshaa qaab "casaan". Falanqaynta qaab-dhismeedka microstructural waxay muujinaysaa in cabbirka badarka ee alxanka uusan hoos u dhicin marka la kordhiyo baaxadda gariirka iyo soo noqnoqoshada sababtoo ah tartanka u dhexeeya saameynta walaaqidda iyo hoos u dhaca heerka qaboojinta. Daloolista alxanka ayaa hoos u dhacda marka la kordhiyo xuduudaha gariirka, iyadoo la gaarayo dalool kama dambays ah oo ah 0.22% marka baaxadda la gaaro 2 mm. Sawir-qaadista X-ray ee saddex-geesoodka ah ayaa sii xaqiijinaysa saameynta gariirka ee qaybinta daloolka: daloolada waaweyn waxay u muuqdaan inay isku ururaan gadaasha barkadda dhalaalaysa, halka daloolada yaryar ay muujiyaan isku dheelitirnaan wanaagsan. Cilmi-baaristani waxay bixisaa aragtiyo qiimo leh oo lagu hagaajinayo xuduudaha gariirka si loo gaaro alxanka laysarka tayo sare leh ee codsiyada aluminiumka A5083.

2 Asalka Warshadaha

Daloolada aluminiumku waxay leeyihiin faa'iidooyinka miisaan fudud, xoog gaar ah oo sarreeya, iyo iska caabbinta daxalka oo wanaagsan, waxaana si weyn loogu isticmaalaa baabuurta, tareenka xawaaraha sare leh, hawada sare iyo warshadaha kale. Alxanka leysarka wuxuu leeyahay faa'iidooyinka hufnaanta sare, aagga yar ee kulaylka saameeya, iyo isbeddelka alxanka yar. Sidaa darteed,Alxanka laysarka waa hab alxan oo dhaqaale ahaan ku habboon saxannada qaro weyn, taas oo si weyn u yareyn karta tirada baasaska alxanka. Porosity waa cillad muhiim ah oo ku jirta alxanka laysarka ee aluminiumka, kaas oo si weyn u saameeya sifooyinka farsamada ee kala-goysyada alxanka. Sidaa darteed, daraasado ballaaran ayaa la sameeyay si loo yareeyo loona baabi'iyo sameynta daloolada, oo ay ku jiraan hagaajinta gaaska gaashaanka, adeegsiga tignoolajiyada laba-qolof-qaabka, isticmaalka nidaamyada awoodda laysarka ee la hagaajiyay, iyo qaadashada hababka alwaaxa oscillating. Tiknoolajiyada alxanka oscillating laysarka waxay u taagan tahay awooddeeda ay ku mideyn karto faa'iidooyinka alxanka laysarka iyo astaamaheeda u gaarka ah. Isticmaalka alxanka oscillating laysarka ma aha oo kaliya inay yareyso daloolada laakiin sidoo kale waxay hagaajin kartaa qaab-dhismeedka yar ee alxanka waxayna kor u qaadi kartaa tayada alxanka. Tiro badan oo daraasado ah ayaa inta badan diiradda saaray dhinacyo kala duwan oo alxanka oscillating laysarka ah, oo ay ku jiraan dhimista daloolada, hagaajinta qaybinta tamarta, hagaajinta qaab-dhismeedka hadhuudhka, iyo astaamaha socodka dhalaalka ee barkadda dhalaalaysa. Qaybinta tamarta laysarka waxay door muhiim ah ka ciyaartaa qaybinta heerkulka iyo qoto dheer ee gelinta alxanka laysarka. Marka baaxadda oscillation gaar ah la gaaro, iyadoo la kordhinayo soo noqnoqoshada sawir-qaadista, habka alxanka wuxuu ka gudbaa alxanka gelinta qoto dheer una gudbaa alxanka aan degganayn, ugu dambayntiina ilaa alxanka gudbinta kulaylka. Natiijooyinka waxay muujinayaan in kordhinta baaxadda sawirka iyo soo noqnoqoshada ay yareyn karto daloolka, laakiin sidoo kale si weyn ayay u yareyn kartaa qoto dheeraanta gelinta alxanka, taasoo yareyneysa sifooyinka farsamada ee alxanka. Sannadihii ugu dambeeyay, waxaa la sameeyay laysar qaab giraan ah oo la hagaajin karo (ARM), kaas oo tamarta laysarka u qaybiya xudunta leh cufnaanta tamarta sare iyo giraan leh cufnaanta tamarta hoose, taasoo ujeedadeedu tahay in la xasiliyo godka furaha oo la hagaajiyo tayada alxanka. Cilmi-baarayaashu waxay isticmaaleen alxanka oscillating laser ARM si ay u alxanka u sameeyaan alxanka aluminiumka xoogga sare leh ee 6xxx iyadoo la raacayo saamiga awoodda xudunta/giraanta kala duwan iyo ballaca oscillation. Natiijooyinka tijaabada ah waxay muujinayaan in qodobka ugu weyn ee saameeya joomatari alxanka uu yahay ballaca oscillation, halkii laga isticmaali lahaa saamiga awoodda xudunta-giraanta. Si kastaba ha ahaatee, qaybinta daloolka iyo habka joojinta ee hoos yimaada oscillating iyo laser ARM laguma baran. Warqaddan, tignoolajiyada alxanka oscillating laser cusub ayaa la qaatay si loo yareeyo daloolka alxanka, loo helo qoto dheer oo gelinta sare iyo tayada alxanka oo wanaagsan. Daraasad dhammaystiran oo ku saabsan qaybinta tamarta laysarka, dhaqanka firfircoon ee barkadda dhalaalaysa, iyo qaab-dhismeedka yar yar ee hoos yimaada soo noqnoqoshada iyo baaxadda kala duwan ayaa la sameeyaa.

3. Ujeeddooyinka Tijaabada iyo Habraacyada

Tiknoolajiyadda alxanka wareegsan ee laysarka oscillating ayaa loo isticmaalay in lagu alxamo alwaaxyada aluminiumka. Qalabka salka (BM) wuxuu ahaa dahaarka aluminiumka 5083-O oo cabbirkiisu yahay 300mm × 100mm × 5mm (dhererka × ballac × dhumuc), waxaana lagu muujiyay shaxda. Kahor alxanka, muunadaha waxaa la safeeyey si looga saaro filimka oksaydhka dusha sare, ka dibna waxaa lagu nadiifiyey acetone qubeys ultrasonic ah muddo 15 daqiiqo ah si looga saaro saliidda dusha sare.nidaamka alxanka laysarkaInta badan waxay ka kooban tahay robot Kuka ah, laser disk ah oo TruDisk 8001 ah, iyo iskaanka 3D PFO galvanometer. Laser-ka disk-ga ee TruDisk 8001 waxaa loo isticmaalay sidii isha laser-ka ee qaabka giraanta ee la hagaajin karo, iyadoo saamiga fiilada xudunta/giraanta uu yahay 100/400 μm iyo awoodda ugu badan ee wax soo saarka uu yahay 8 kW (dhererka hirarka 1030 nm, halbeegga tayada alwaaxda oo ah 4.0 mm·rad). Birta leysarka waxay ka kooban tahay qayb xudunta ah iyo qayb giraanta ah, halkaas oo leysarka qaybta xudunta dhexe uu soo saaro god furaha ah (60% tamarta leysarka), leysarkana qaybta giraanta wuxuu hubiyaa qaybinta heerkulka wanaagsan (40% tamarta leysarka), sida ku cad Jaantuska (b). Dhererka diiradda ee muraayadda isku xidhka iyo muraayadda diiradda saaraysa waa 138 mm iyo 450 mm, siday u kala horreeyaan. Inta lagu guda jiray habka alxanka, kamarad xawaare sare leh oo Phantom V1840 ah iyo il iftiin oo Cavilux ah ayaa loo isticmaalay in lagu kormeero habka alxanka waqtiga dhabta ah, iyadoo xawaaraha toogashada uu yahay 5000 fps iyo waqtiga soo-gaadhista uu yahay 1 μs. Daraasaddan, jihada wareegga ee wareegga, waddada dhaqdhaqaaqa laysarka, iyo xawaaraha degdegga ah ayaa lagu qeexay sida ku cad sawirka.

4 Natiijo iyo Dood

4.1 Astaamaha Qaab-dhismeedka Alxanka Qaab-dhismeedka dusha sare ee alxanka ee qaababka kala duwan ee laydhka ayaa lagu muujiyay sawirka. Natiijooyinka waxay muujinayaan in dusha sare ee alxanka ee alxanka toosan ee caadiga ah uu qallafsan yahay (qafiifnimo 78.01 μm), iyadoo ay jirto sii socoshada gariirka alxanka oo liidata iyo faafinta alxanka oo aan ku filnayn. Samaynta alxanka oo aan ku filnayn, kala firdhis daran, iyo hoos u dhac ayaa sidoo kale la arkay. Iyadoo ay kordhayso baaxadda iyo soo noqnoqoshada gariirka, dusha sare ee alxanka wuxuu soo bandhigayaa miisaan kalluun oo cufan oo isku mid ah. Qafiifnimada dusha sare ee alxanka oo leh cabbirro kala firdhisan oo ah 0.5 mm, 1 mm, iyo 2 mm waa 80.71 μm, 49.63 μm, iyo 31.12 μm, siday u kala horreeyaan. Ma jiraan wax cillado ah ama soo bax ah oo uu keeno kala firdhis. Natiijooyinku waxay muujinayaan in soo noqnoqoshada sare ee laydhka ay horseeddo socodka barkadda oo si joogto ah u dhalaalay, saameyn xooggan oo walaaq ah oo ku saabsan laydhka laysarka, iyo dusha sare ee laydhka oo aad ugu habboon. Asal ahaan, qaabka alxanka laysarka wuxuu la xiriiraa dhaqdhaqaaqa laydhka laysarka. Inta lagu jiro alxanka, isbeddellada baaxadda gariirka iyo soo noqnoqoshada ayaa beddela xawaaraha alxanka, taasoo saameynaysa cufnaanta tamarta toosan iyo guud ahaan kulaylka gelinta laysarka. Qaab-dhismeedka isgoyska ee alxanka waa qaab "goblet", oo ka kooban laba qaybood: qaybta hoose waa "jir", qaybta sarena waa "baaluq". Qoto dheerta gelitaanka iyo "jir" waxaa lagu qeexaa H1 iyo H2, siday u kala horreeyaan, ballaca alxanka ("baaluq") iyo "jir" waxaa lagu qeexaa W1 iyo W2, siday u kala horreeyaan. Labada ballac ee alxanka W1 iyo W2 waxay si isku mid ah u kordhaan iyadoo la kordhinayo baaxadda gariirka, qaab-dhismeedka alxankana si tartiib tartiib ah ayuu uga beddelaa qaabka "gooblet" una beddelaa qaabka "barafka". Cufnaanta tamarta laysarka ugu badan waxay ka muuqataa is dulsaarka wadada. Marka la barbardhigo Jaantusyada (b, d) iyo (c, e), waxaa la arki karaa in kororka soo noqnoqoshada sawir-qaadista ay kordhin doonto aagga isku-dhafka wadada ee ku teedsan wadada sawir-qaadista, taasoo ka dhigaysa qaybinta tamarta laysarka mid isku mid ah. Si kastaba ha ahaatee, hoos u dhaca cufnaanta tamarta ugu badan waxay horseedi doontaa hoos u dhac ku yimaada qoto dheer ee alxanka.

4.2 Dhaqanka Barkadda La Shubay Si loo caddeeyo saameynta waddada sawir-qaadista ee dhaqanka barkadda la shubay, nidaam kamarad xawaare sare leh ayaa loo isticmaalay si loo daawado habka horumarka barkadda la shubay iyo godka furaha. Jaantuska (a) wuxuu muujinayaa habka horumarka barkadda la shubay ee hoos timaada waddo toosan. Jaantusyada (bf) waa jaantusyada horumarka barkadda la shubay ee hoos timaada cabbirrada kala duwan ee la shubay. Iyadoo la kordhinayo soo noqnoqoshada iyo baaxadda, qaybta dambe ee barkadda la shubay waxay noqotaa mid wareegsan sababtoo ah ballaarinta ballaca barkadda la shubay. Marka dhererka barkadda la shubay uu kordho, isbeddelka dusha sare ee ay keento qaraxda godka furaha ayaa hoos u dhaca inta lagu jiro faafinta gadaal. Sidaa darteed, birta dareeraha ah ee la shubay waxay si habsami leh oo joogto ah ugu adkaysataa dhammaadka dambe ee barkadda la shubay, iyadoo sameysanaysa miisaan kalluun oo isku mid ah oo cufan. Jaantusku wuxuu muujinayaa isbeddelka aagga furitaanka godka furaha inta lagu jiro alxanka laysarka, kaas oo laga soo qaatay sawirrada sawir-qaadista xawaaraha sare ee barkadda la shubay. Sida lagu muujiyey Jaantuska (a), inta lagu jiro alxanka khadka toosan, cabbirka furitaanka godka furaha wuxuu muujinayaa isbeddello muuqda. Dhawr jeer oo la arkay xidhitaanka godka furaha (0 mm²), iyadoo celcelis ahaan uu yahay meel furan oo godka furaha ah oo ah 0.47 mm². Kordhinta baaxadda gariirka ayaa sidoo kale yareyn karta isbeddellada oo hagaajin karta xasilloonida. Tani waa sababta oo ah alxanka wareegaya, qayb weyn oo tamar ah ayaa loo qaybiyaa labada dhinac. Sidaa darteed, meesha laga baxo godka furaha ayaa ballaarata, baaxadda gariirkuna way korodhaa, taasoo kordhinaysa aagga furitaanka. Kordhinta baaxadda gariirku waxay ballaarisaa baaxadda walaaqidda ee laysarka, taasoo horseedaysa ballaarinta gacanka dhaqdhaqaaqa xilliyeed ee godka furaha. Sababtoo ah daxalka birta dhalaalaysa iyo cadaadiska hydrodynamic ee ka shaqeeya meel u dhow derbiga godka furaha, dhaqdhaqaaqa hadda ee eddy wuxuu ka dhacaa barkadda alxanka ee dhalaalaysa ee u dhow furitaanka godka furaha. Ballaarinta aagga furitaanka godka furaha waxay xoojisaa xasilloonideeda, waxay ka hortagtaa sameynta xumbo, sidaas darteedna si weyn ayay u joojisaa daloolka.

4.3 Qaab-dhismeedka Yaryar Jaantusku wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka EBSD ee isgoyska isgoyska alxanka iyadoo la raacayo soo noqnoqoshada iyo baaxadda kala duwan. Meel u dhow khadka isku-dhafka ee alxanka laysarka, miraha dendrite ee columnar waxay u koraan bartamaha alxanka. Sida ku cad Jaantuska (a), inta u dhaxaysa gobollada "baaquli" iyo "asal", waxaa la arki karaa kala duwanaansho cad oo ku saabsan qaybinta hadhuudhka columnar. Midhaha columnar waxaa lagu qaybiyaa qaab U ah oo ku teedsan derbiga "baaquli", halka gobolka "asal" ah, miraha columnar waxaa lagu qaybiyaa qaab U ah oo ku teedsan khadka isku-dhafka. Inta lagu jiro adkeynta alxanka, miraha qayb ahaan la adkeeyay ee aagga isku-dhafka waxay u dhaqmaan sidii goobo nucleation ah oo loogu talagalay hore ee adkaynta waxayna si doorbid leh ugu koraan xadka barkadda dhalaalaysa iyadoo la raacayo jihada heerka heerkulka ugu sarreeya. Dhacdadan waxay dhacdaa sababtoo ah cufnaanta awoodda sare ee laysarka waxay horseedaa kulayl gudaha barkadda alxanka. Heerka kulaylka sare ee G iyo heerka koritaanka dhexdhexaadka ah R waxay ka dhigaan G/R mid ka weyn heerka isbeddelka qaab-dhismeedka micro, taasoo keentay sameynta miraha columnar. Heerkulka heerka G ee xarunta alxanka ayaa hoos u dhacaya, taasoo keenta in saamiga G/R uu si tartiib tartiib ah hoos ugu dhaco heerka isbeddelka qaab-dhismeedka yar, taasoo u gudubta miraha isku mid ah. Midhaha isku mid ah waxay ku yaalliin qaybaha dhexe ee "baaquli" iyo "jir". Maadaama "jir" alxanka uu cidhiidhi yahay oo uu u dhow yahay walxaha salka, wuxuu si buuxda u adkeeyaa ka hor gobolka "baaquli" inta lagu jiro qaboojinta. Qaybta "jir" ee adag waxay u dhaqantaa sidii goob nucleation ah oo ku taal hoose ee "baaquli", taasoo kor u qaadaysa koritaanka kor u kaca ee midhaha tiirarka. Jaantusku wuxuu muujinayaa hababka alxanka toosan iyo kuwa wareegaya. Waxaa la muujiyay in isbeddelka joogtada ah ee booska fallaadhaha laysarka ee alxanka oscillating laser uu kordhin doono dhererka barkadda dhalaalaysa ee dhexdhexaadka ah, taasoo dib u dhalaalinaysa birta horeba u adkaysatay, taasoo keentay hoos u dhac ku yimaada heerka koritaanka midhaha r. Tani waxay horseedi kartaa hoos u dhac ku yimaada G/R aagga hadhuudhka ee isku mid ah ee hoose.

4.4 Qaybinta Fosaska Sawir-qaadista Raajada Saddex-geesoodka ah ayaa loo isticmaalay in lagu sameeyo kormeer dhammaystiran oo ku saabsan alxanka, iyadoo la helayo qaybinta saddex-geesoodka ah ee daloolada alxanka, sida ku cad sawirka. Fosaska waxaa lagu xisaabiyaa mugga guud ee daloolada oo loo qaybiyay mugga guud ee alxanka. Marka la barbardhigo qaab-dhismeedka daloolka iyo qaybinta alxanka toosan ee laysarka oscillating iyo alxanka wareegsan ee laysarka oscillating, waxaa la ogaaday in alxanka toosan ee laysarka oscillating ay ka kooban yihiin daloolo mug weyn leh, oo leh daloolo 2.49% ah, kaas oo si weyn uga sarreeya kan wareegsan.alxanka oscillating-ka laysarkaMarka la barbardhigo Jaantusyada (b, c) iyo (d, e), waxaa la arki karaa in kordhinta soo noqnoqoshada gariirku ay gacan ka geysaneyso joojinta sameynta daloolada. Isbarbardhigga Jaantusyada (b, d) iyo (c, e), waxaa la arki karaa in kororka baaxadda gariirku uu sidoo kale door muhiim ah ka ciyaaro joojinta sameynta daloolada. Marka baaxadda gariirku sii korodho ilaa 2 mm (Jaantuska (f)), daloolada ayaa si dheeraad ah loo dhimayaa ilaa 0.22%, taasoo ka tagaysa oo keliya daloolada yar yar iyo kuwa yaryar. Jaantusku wuxuu muujinayaa qaybinta aagga daloolada masaafooyin kala duwan oo ka fog xariiqda dhexe ee alxanka, isagoo matalaya daloolada iyadoo lagu saleynayo cabbirka aagga daloolka. Alxanka toosan, aagga daloolka waxaa si siman loogu qaybiyaa xariiqda dhexe ee alxanka, waxaana si tartiib tartiib ah hoos ugu dhacaya iyadoo la kordhinayo masaafada u dhaxaysa xariiqda dhexe ee alxanka. Natiijooyinka waxay muujinayaan in daloolada ay sababaan godka furaha ay inta badan ku urursan yihiin gadaasha barkadda dhalaalaysa ee xariiqda dhexe ee alxanka. Alxanka laysarka oscillating, isku-dheelitirka qaybinta daloolka ayaa noqda mid daciif ah. Jaantusku wuxuu muujinayaa aagga daloolka masaafooyin kala duwan oo ka fog dusha sare ee alxanka, halkaas oo xariiqda cas ay matasho xuduudda u dhaxaysa gobollada "balli" iyo "asal". Marka ay jiraan daloollo waaweyn oo badan (Jaantusyada (ac)), aagga daloolka ee ka sarreeya xuduudda wuxuu ka badan yahay 85%. Tani waa sababta oo ah kala-guurka qaab-dhismeedka ee xadka dheer ee itudinal wuxuu u badan yahay inuu ku qabto xumbo barkadda alxanka, xumbo-daboolkana waxay u muuqdaan inay kor u socdaan iyagoo saameyn ku leh qulqulka. Marka ay jiraan daloollo yaryar oo badan (Jaantusyada (df)), daloollada waxay ku urursan yihiin aagga 0.5 mm ka hooseeya xariiqda xadka. Waqtiga gaaban ee qaboojinta iyo barokaca yar ee kor u kaca ayaa laga yaabaa inay yihiin sababaha dhacdadan.

5 Gunaanad

(1) Qaababka kala duwan ee laysarka rogrogmada waxay leeyihiin saameyn cad oo ku saabsan dusha sare ee alxanka. Ballaca iyo soo noqnoqoshada sare waxay hagaajin karaan tayada dusha sare, halka xuduudaha gariirka ee aadka u weyn ay kordhin karaan qallafsanaanta oo ay sababi karaan cillado qaloocan.

(2) Qaabka alxanka waxaa inta badan lagu go'aamiyaa xuduudaha oscillating-ka laysarka, kuwaas oo saameeya xawaaraha alxanka, qaybinta tamarta, iyo guud ahaan gelinta kulaylka. Marka la kordhiyo baaxadda oscillation-ka, qaab-dhismeedka alxanka ayaa ka beddela "goblet" una beddela "barqad", saamiga dhinacana wuu yaraadaa.

(3) Marka la kordhiyo baaxadda iyo soo noqnoqoshada gariirka, barkadda dhalaalaysa ayaa sii ballaaranaysa qaybta dambena way wareegsan tahay. Saamaynta gariirku waxay kordhisaa dhererka barkadda dhalaalaysa, taas oo faa'iido u leh baxsashada xumbo iyo adkeynta isku midka ah. Inta lagu jiro alxanka toosan, aagga furitaanka godka furaha ayaa isbeddela; marka la eego, isbeddelkan waa la dhimi karaa, taasoo hagaajinaysa xasilloonida alxanka.

(4) Kordhinta baaxadda iyo soo noqnoqoshada gariirka ayaa yareysa heerka kulaylka iyo heerka koritaanka labadaba, taas oo faa'iido u leh sameynta cabbirrada waaweyn ee hadhuudhka. Si kastaba ha ahaatee, saameynta walaaqidda laysarka ayaa ku habboon in la sifeeyo cabbirka hadhuudhka iyo in la hagaajiyo xoogga qaab-dhismeedka. Marka la eego xuduudaha laysarka ee kala duwan, adkaanta alxanka ayaa weli ah mid deggan, wax yar ka hooseysa tan walxaha salka ah, taas oo laga yaabo inay sabab u tahay lumitaanka uumiga ee magnesium.

(5) Sawir-qaadista sawir-qaadista saddex-geesoodka ah waxay muujinaysaa in alxanka toosan uu leeyahay dalool sare (2.49%) iyo mugga daloolka oo ka weyn alxanka rogrogaya. Kordhinta xuduudaha gariirka waxay si weyn u yareyn kartaa daloolka, xitaa waxay gaartaa 0.22% marka baaxadda ay tahay 2 mm. Qaybinta aagga daloolka ayaa isbeddelaysa iyadoo gariiraysa: daloolada waaweyn waxay isku ururaan gadaasha barkadda dhalaalaysa, daloolada yaryarna waxay leeyihiin isku dheelitirnaan ka wanaagsan. Godadyada waaweyn waxaa inta badan lagu qaybiyaa xadka ka sarreeya gobollada "balli" iyo "asalka", halka daloolada yaryar ay ku urursan yihiin xadka ka hooseeya.