بررسی جوشکاری لیزر پالسی در آلیاژ آلومینیوم 6061 بر اساس پیش بینی مدل‌های فیزیکی ایجاد ترک گرم

Abstract

ببه وسیله مدل‌های فیزیکی ارتباط بین متغیرهای جوشکاری و ترک گرم بر قرار می‌شود. این مدل‌ها در مقیاس‌های میکرو، میانه و ماکرو موجود هستند. در این پژوهش ورقی از جنس آلومینیوم 6061 به وسیله یک دستگاه لیزر پالسی Nd:YAG مورد جوشکاری قرار گرفت. برای اولین بار قطر بازوهای دندریتی در جوش لیزر آلومینیوم اندازه‌گیری و نتایج با مدل‌های انجمادی مقایسه شد. بر خلاف پیش‌بینی مدل‌های ایجاد ترک گرم افزایش قطر بازوهای دندریتی، کاهش سرعت انجماد و کاهش نرخ کرنش باعث کاهش ترک‌های گرم نشد. اگرچه بر اساس مدل‌های موجود پیش‌گرم می‌بایست از مقدار ترک‌های گرم بکاهد ولی برعکس مقدار ترک‌ها را به شدت افزایش داد. تصاویر دوربین‌های سرعت بالا و بررسی‌های سطح ترک به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ایجاد ترک در جوشکاری لیزر پالسی سه مرحله‌ای است: 1) شروع ترک، 2) رشد ترک مرحله اول 3) رشد ترک مرحله دوم. رشد ترک در مرحله دوم در مرزدانه‌های ضعیف ولی منجمد شده انجام می‌گیرد. آنچه در نهایت به عنوان ترک در جوش ایجاد می‌شود مجموعه‌ای از ترک گرم و ترک دمای بالا است و بنابراین مدل‌هایی که برای جوشکاری پیوسته در نظر گرفته می‌شوند نیاز به اصلاح بر اساس شرایط ذوب و انجماد پالسی دارند و باید شکست مرزدانه‌های ضعیف بعد از انجماد نیز در نظر گرفته شوند.