Ալյումինե համաձուլվածքների լազերային եռակցման տարածված թերությունները

Հաճախ հանդիպող թերություններԱլյումինե համաձուլվածքի լազերային եռակցում

Անկախ նրանից՝ լազերային ավտոգեն եռակցում է, թե՞լազերային աղեղային հիբրիդային եռակցումօգտագործվում է ալյումինե համաձուլվածքների համար, կան որոշ տարածված տեխնիկական խնդիրներ, այսինքն՝ կարող են առաջանալ թերություններ, եթե գործընթացի պարամետրերը և եռակցման պայմանները մետաղագործական են։անպատշաճ։ ԱյնԱլյումինե համաձուլվածքների միացումների թերությունները հիմնականում ներառում են երկու տեսակ՝ եռակցման ծակոտկենություն և եռակցման տաք ճաքեր: Ծակոտկենությունից և տաք ճաքերից բացի, ալյումինե համաձուլվածքների լազերային եռակցման ժամանակ գոյություն ունեն նաև այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են կտրվածքի ստորին հատվածը և վատ հետևի մասի ձևավորումը: Եռակցման ծակոտկենության համեմատ, եռակցման ճաքերի հավանականությունը (տեսանելի անզեն աչքով կամ ցածր մեծացման դեպքում) բարձր չէ: Այնուամենայնիվ, քանի որ ճաքերն ավելի վտանգավոր են, JIS Z 3105-ը սահմանում է, որ եռակցման մեջ ճաք հայտնաբերելուց հետո եռակցումը պետք է դասակարգվի որպես IV դասի: Կտրվածքի ստորին հատվածը, վատ հետևի մասի ձևավորումը և այլ թերություններ հիմնականում լուրջ թերություններ են, որոնք առաջանում են անպատշաճ արագության կառավարման կամ գործընթացի անհամապատասխան պարամետրերի պատճառով: Նման թերությունները սովորաբար ի հայտ են գալիս գործընթացի ուսումնասիրության և կարգաբերման փուլում և հազվադեպ են հանդիպում իրական արտադրական գործողությունների նորմալ ժամանակ: Հետևաբար, ծակոտկենությունը թերության տեսակ է, որն ավելի վնասակար է ալյումինե համաձուլվածքների լազերային եռակցման և եռակցված կառուցվածքների սպասարկման ժամանակ, և այն դժվար է հիմնարար կերպով վերացնել:

1. Ծակոտկենություն

Ծակոտկենությունը ամենատարածված և հիմնական ծավալային թերությունն էալյումինե համաձուլվածքների լազերային եռակցում, որի չափերը տատանվում են հարյուրավոր միկրոններից մինչև մի քանի միլիմետր։ Դրա ձևավորման մեխանիզմը դեռևս լիովին պարզ չէ։ Ծակոտկենությունը ոչ միայն թուլացնում է եռակցման արդյունավետ աշխատանքային հատվածը, այլև առաջացնում է լարվածության կենտրոնացում, նվազեցնելով եռակցված միացման դինամիկ ամրությունը և հոգնածության ցուցանիշները։

Երբ ալյումինե համաձուլվածքը հալվում է ջրածին պարունակող միջավայրում, դրա ներքին ջրածնի պարունակությունը կարող է հասնել ավելի քան 0.69 մլ/100 գ-ի, բայց համաձուլվածքի պնդացումից հետո դրա ջրածնի լուծելիությունը հավասարակշռության մեջ կազմում է առավելագույնը 0.036 մլ/100 գ: Ընդհանուր առմամբ, կարծում են, որ լազերային եռակցման սառեցման գործընթացում ջրածնի լուծելիությունը կտրուկ նվազում է, և գերհագեցած ջրածնի նստվածքը առաջացնում է ջրածնային ծակոտկենություն: Ցածր հալման կետի և բարձր գոլորշու ճնշման համաձուլվածքային տարրերի գոլորշիացումը նույնպես կարող է հանգեցնել ծակոտկենության, որը կոչվում է մետաղագործական ծակոտկենություն: Բացի այդ, լազերային ճառագայթի խանգարումը և բանալու անցքի անկայունությունը նույնպես կարող են առաջացնել ծակոտկենություն, բայց նման ծակոտկենությունն ունի անկանոն ձև և կարելի է անվանել գործընթացային ծակոտկենություն: Ալյումինե համաձուլվածքների բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով մակերեսին հեշտությամբ առաջանում է օքսիդային թաղանթ: Եռակցման ընթացքում ալյումինե համաձուլվածքի մակերեսին օքսիդային թաղանթից քայքայված բյուրեղային ջուրը և խառնված ջուրը, օդի խոնավության և պաշտպանիչ գազի հետ միասին, լազերի ազդեցության տակ անմիջապես քայքայվում են՝ բարձր ջերմաստիճանի տարածքում ջրածին առաջացնելով: Այս ջրածնային գազերը կարող են կամ նստվածք ստանալ հալված խառնուրդի սառեցման և պնդացման ընթացքում՝ առաջացնելով փուչիկներ, կամ ուղղակիորեն փուչիկներ առաջացնելով ոչ լիովին հալված օքսիդային թաղանթի վրա: Ալյումինե համաձուլվածքների ցածր տեսակարար կշռի պատճառով, հալված խառնուրդում փուչիկների բարձրացման արագությունը դանդաղ է: Բացի այդ, ալյումինե համաձուլվածքներն ունեն ուժեղ ջերմահաղորդականություն, և հալված խառնուրդի սառեցման և պնդացման արագությունը չափազանց արագ է: Որոշ փուչիկներ չեն կարողանում ժամանակի ընթացքում դուրս գալ և մնում են եռակցման մեջ՝ այդպիսով առաջացնելով մետաղագործական ծակոտկենություն: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ալյումինե համաձուլվածքների եռակցման ծակոտկենության հիմնական գազը ջրածինն է, ուստի ալյումինե համաձուլվածքների եռակցման ծակոտկենությունը երբեմն անվանում են ջրածնային ծակոտկենություն: Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի տակ ծակոտկենության կոտրվածքը դիտարկելիս ծակոտկենությունը հիմնականում ներկայացնում է գնդաձև ձևաբանություն՝ դենդրիտային բյուրեղների խիտ դասավորված դենդրիտային ծայրերով, իսկ ներքին պատը հարթ է, մաքուր և զերծ օքսիդացման հետքերից: Ծակոտկենության առկայությունը ոչ միայն նվազեցնում է եռակցման կոմպակտությունը և միացման կրողունակությունը, այլև տարբեր աստիճաններով նվազեցնում է միացման ամրությունն ու պլաստիկությունը:

2. Թեժ ճաքեր

Տաք ճաքերը (ներառյալ պնդացման ճաքերը և հեղուկացման ճաքերը) առաջանում են հալված մետաղի պնդացման գործընթացում և ալյումինե համաձուլվածքների լազերային եռակցման տարածված արատների տեսակներից մեկն են: Պնդացման ճաքերի կոտրման ձևաբանության ամենաակնհայտ առանձնահատկությունն այն է, որ կոտրման մակերեսը կազմված է հարթ, բայց անհարթ հատիկավոր սալաքարից կամ կարտոֆիլանման կառուցվածքներից, և մակերեսը հաճախ պահպանում է միջհատիկային ցածր հալման կետի էվտեկտիկա կամ հեղուկ թաղանթի ծալքեր, ինչպես նաև դենդրիտների փխրուն կոտրման հետքեր: Լիկվացիոն ճաքերի կոտրման ձևաբանությունը նման է պնդացման ճաքերի ձևաբանությանը, բայց այն ունի բարձր ջերմաստիճանի միջհատիկային կոտրման կամ պնդացման կոտրման բնութագրեր: Հոգնածության բեռի տակ միաձուլմամբ եռակցված միացումների հոգնածության կոտրման դեպքում նման տաք ճաքերի պատճառով առաջացած հոգնածության ճաքերի աղբյուրները նույնպես տարածված են: Ալյումինե համաձուլվածքների լազերային եռակցման ժամանակ տաք ճաքերի պատճառները հիմնականում կապված են իրենց սեփական բնութագրերի և եռակցման գործընթացների հետ: Ալյումինե համաձուլվածքները պնդացման ընթացքում ունեն մեծ կծկման արագություն (մինչև 5%), ինչը հանգեցնում է մեծ եռակցման լարվածության և դեֆորմացիայի: Բացի այդ, եռակցման մետաղի պնդացման ընթացքում հատիկների սահմանների երկայնքով ձևավորվում են ցածր հալման կետի էվտեկտիկ կառուցվածքներ, ինչը թուլացնում է հատիկների սահմանների կպչուն ուժը՝ այդպիսով ձգման լարման ազդեցության տակ առաջացնելով տաք ճաքեր: Բացի այդ, ալյումինե համաձուլվածքների լազերային եռակցման ճաքերի ձևաբանությունները կարելի է ամփոփել հետևյալ կատեգորիաների՝ եռակցման կենտրոնի ճաքեր, եռակցման միաձուլման գծի ճաքեր, եռակցումների միջհատիկային ճաքեր, ջերմային ազդեցության գոտու հեղուկացման ճաքեր, օքսիդային թաղանթներից առաջացած ճաքեր և միջհատիկային միկրոճաքեր:

Բացի այդ, եռակցման ընթացքում թույլ պաշտպանությունը հանգեցնում է եռակցման մետաղի ռեակցիային օդում առկա գազերի հետ, և առաջացած ներառուկները նույնպես ճաքերի առաջացման հավանական աղբյուրներ են: Ալյումինե համաձուլվածքների եռակցման ժամանակ տաք ճաքերի առաջացման միտման վրա մեծ ազդեցություն ունեն համաձուլվածքային տարրերի տեսակը և քանակը: Ընդհանուր առմամբ, Al-Si և Al-Mn շարքի ալյումինե համաձուլվածքներն ունեն լավ եռակցելիություն և հեշտությամբ չեն առաջացնում տաք ճաքեր, մինչդեռ Al-Mg, Al-Cu և Al-Zn շարքի ալյումինե համաձուլվածքներն ունեն համեմատաբար բարձր տաք ճաքերի առաջացման միտում: Տաք ճաքերի առաջացման միտումը կարելի է նվազեցնել՝ եռակցման գործընթացի պարամետրերը կարգավորելով՝ տաքացման և սառեցման արագությունը վերահսկելու համար: Ընդհանուր առմամբ, լազերային-աղեղային հիբրիդային եռակցման տաք ճաքերի առաջացման միտումն ավելի լավ է, քան լազերային լցոնիչ մետաղալարով եռակցմանը, և լազերային լցոնիչ մետաղալարով եռակցման տաք ճաքերի առաջացման միտումն ավելի լավ է, քան լազերային ավտոգեն եռակցմանը:

3. Կտրվածքի և այրման միջով անցում

Ալյումինե համաձուլվածքները ցածր իոնացման էներգիա ունեն, իսկ լուսա-ինդուկցված պլազման հակված է գերտաքացման և ընդարձակման եռակցման ընթացքում, ինչը հանգեցնում է անկայուն եռակցման գործընթացների: Բացի այդ, հեղուկ ալյումինե համաձուլվածքներն ունեն լավ հոսունություն և ցածր մակերեսային լարվածություն: Ներթափանցումը բարելավելու համար հաճախ անհրաժեշտ է ավելի մեծ պաշտպանիչ գազի հոսքի արագություն և լազերի ելքային հզորություն, ինչը վատթարացնում է եռակցման գործընթացի կայունությունը՝ առաջացնելով հալված ավազանի ուժեղ տատանումներ ճնշման տակ և հեշտությամբ հանգեցնելով այնպիսի թերությունների, ինչպիսիք են կտրվածքի և այրման հետևանքով առաջացող թերությունները: Լազերային եռակցմամբ ալյումինե համաձուլվածքի թիթեղների հետևի կողմի ձևավորելիությունը կարող է արդյունավետորեն բարելավվել՝ եռակցման հետևի մասում ջրով սառեցվող պղնձե թիթեղ տեղադրելով:

4. Խարամի ներառում

Մեքենայի թափքի եռակցման ժամանակ հաճախ հանդիպող մեկ այլ թերություն է եռակցման խարամի ներառումը: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ խարամի ներառումը հիմնականում առաջանում է եռակցման միացումների և եռակցման լարերի մակերեսին առկա օքսիդներից, ինչպես նաև ալյումինե համաձուլվածքային նյութերի տեղայնացման անկայուն գործընթացներից: Հետևաբար, ալյումինե համաձուլվածքային նյութերի արտադրողները պետք է ամրապնդեն տեխնոլոգիական նորարարությունները և բարելավեն ձուլման գործընթացները՝ հումքում խառնուրդների և ջրածնի պարունակությունը նվազագույնի հասցնելու և արտադրանքի որակի կայունությունը բարձրացնելու համար: