Ohiko akatsakAluminiozko Aleazioko Laser Soldadura
Laser bidezko soldadura autogenoa edolaser-arku soldadura hibridoaaluminiozko aleazioetarako erabiltzen da, baina arazo tekniko ohiko batzuk daude, hau da, akatsak gerta daitezke prozesuaren parametroak eta soldadura baldintzak metalurgikoak badiradesegokia. -aAluminiozko aleazioen junturetan dauden akatsen artean, bi mota nagusi daude: soldadura-porositatea eta soldadura-arrail beroak. Porositateaz eta arrail beroez gain, aluminiozko aleazioen laser soldaduran ere badaude azpiko mozketa eta atzealdeko eraketa eskasa bezalako akatsak. Soldadura-porositatearekin alderatuta, soldadura-arrailak izateko probabilitatea (begi hutsez edo handitze txikian ikusgai) ez da handia. Hala ere, pitzadurak arriskutsuagoak direnez, JIS Z 3105 arauak xedatzen du soldadura batean pitzadura bat detektatzen denean, soldadura IV. Klasekoa dela. Azpiko mozketa, atzealdeko eraketa eskasa eta beste akatsak abiadura-kontrol desegokiak edo prozesu-parametroek eragindako akats larriak dira gehienbat. Akats horiek, oro har, prozesuaren esplorazio eta arazketa fasean agertzen dira, eta gutxitan gertatzen dira benetako ekoizpen-eragiketa normaletan. Beraz, porositatea aluminiozko aleazioen laser soldaduran eta soldatutako egituren zerbitzuan kaltegarriagoa den akats mota bat da, eta zaila da funtsean ezabatzea.
1. Porositatea
Porositatea da bolumen-akats ohikoena eta nagusienaaluminiozko aleazioen laser soldadura, ehunka mikratik milimetro batzuetara bitarteko tamainekin. Bere eraketa-mekanismoa ez dago oraindik guztiz argi. Porositateak ez du soldaduraren lan-sekzio eraginkorra ahultzen bakarrik, baizik eta tentsio-kontzentrazioa ere eragiten du, soldatutako junturaren erresistentzia dinamikoa eta nekearen errendimendua murriztuz.
Aluminiozko aleazioa hidrogenoa duen ingurune batean urtzen denean, barneko hidrogeno edukia 0,69 ml/100g baino gehiagora irits daiteke, baina aleazioa solidotu ondoren, orekan duen hidrogeno disolbagarritasuna gehienez 0,036 ml/100g da. Oro har, uste da laser bidezko soldaduraren hozte prozesuan hidrogenoaren disolbagarritasuna nabarmen jaisten dela, eta hidrogeno gainasetuaren prezipitazioak hidrogeno porositatea sortuko duela. Urtze-puntu baxuko eta lurrun-presio handiko aleazio-elementuen lurrunketak ere porositatea sor dezake, eta horri porositate metalurgikoa deritzo. Gainera, laser izpiaren asaldurak eta giltza-zuloaren ezegonkortasunak ere porositatea sor dezakete, baina porositate horrek forma irregularra du eta prozesuak eragindako porositatea deitu dakioke. Aluminiozko aleazioen jarduera kimiko handia dela eta, erraz sortzen da oxido-film bat gainazalean. Soldaduran zehar, aluminiozko aleazioaren gainazaleko oxido-filmetik deskonposatzen den kristal-ura eta ur konbinatuak, aireko hezetasunarekin eta babes-gasarekin batera, zuzenean deskonposatzen dira hidrogenoa sortzeko tenperatura altuko eremuan, laserraren eraginpean. Hidrogeno gas hauek urtutako igerilekuaren hozte eta solidotzean prezipitatu daitezke burbuilak sortzeko, edo zuzenean burbuilak sor ditzakete urtu gabeko oxido filmean. Aluminio aleazioen grabitate espezifiko baxua dela eta, urtutako igerilekuko burbuilen igoera-abiadura motela da. Gainera, aluminio aleazioek eroankortasun termiko handia dute, eta urtutako igerilekuaren hozte eta solidotze-abiadura oso azkarra da. Burbuila batzuk ezin dira denboran ihes egin eta soldaduran geratzen dira, eta horrela porositate metalurgikoa sortzen da. Ikerketek erakutsi dute aluminio aleazioen soldaduraren porositateko gas nagusia hidrogenoa dela, beraz, aluminio aleazioen soldaduraren porositateari batzuetan hidrogeno porositatea deitzen zaio. Porositatearen haustura eskaneatze-mikroskopio elektroniko baten azpian behatzean, porositateak morfologia esferikoa du gehienbat, kristal dendrita estu antolatuekin, eta barneko horma leuna, garbia eta oxidazio-arrastorik gabekoa da. Porositatea egoteak ez du soilik soldaduraren trinkotasuna eta junturaren euskarri-ahalmena murrizten, baita junturaren erresistentzia eta plastizitatea ere murrizten ditu maila desberdinetan.
2. Pitzadura beroak
Pitzadura beroak (solidotze-pitzadurak eta likuazio-pitzadurak barne) urtutako metalaren solidotze-prozesuan sortzen dira eta aluminiozko aleazioen laser bidezko soldaduran ohiko akats motak dira. Solidotze-pitzaduren haustura-morfologiaren ezaugarririk nabarmenena da haustura-gainazala harri-koskor pikortsu leun baina irregularrez edo patata-itxurako egiturez osatuta dagoela, eta gainazalak askotan urtze-puntu baxuko eutektiko pikortsuak edo likido-film tolesturak mantentzen dituela, baita dendriten haustura hauskorraren arrastoak ere. Likuazio-pitzaduren haustura-morfologia solidotze-pitzaduren antzekoa da, baina tenperatura altuko pikortsu interko hausturaren edo solidotze-hausturaren ezaugarriak ditu. Nekearen kargaren pean fusio-soldatutako junturen neke-hausturetan, pitzadura bero horiek eragindako neke-pitzaduraren iturriak ere ohikoak dira. Aluminiozko aleazioen laser bidezko soldaduran pitzadura beroen arrazoiak batez ere haien ezaugarriekin eta soldadura-prozesuekin lotuta daude. Aluminiozko aleazioek uzkurtze-tasa handia dute solidotzean (% 5era arte), eta horrek soldadura-tentsio eta deformazio handiak eragiten ditu; gainera, urtze-puntu baxuko egitura eutektikoak sortzen dira ale-mugen zehar soldadura-metala solidotzean, eta horrek ale-mugen lotura-indarra ahultzen du, eta horrela pitzadura beroak sortzen ditu trakzio-tentsioaren eraginpean. Horrez gain, aluminiozko aleazioen laser bidezko soldaduran pitzadura-morfologiak kategoria hauetan laburbil daitezke: soldadura-erdiguneko pitzadurak; soldadura-fusio-lerroaren pitzadurak; soldaduretan pikor arteko pitzadurak; beroak eragindako zonako likuazio-pitzadurak; oxido-filmek eragindako pitzadurak; eta pikor arteko mikropitzadurak.
Gainera, soldaduran zehar babes eskasak soldadura-metala aireko gasekin erreakzionatzea eragiten du, eta sortutako inklusioak ere pitzadura-iturri potentzialak dira. Aleazio-elementuen motak eta kantitateak eragin handia dute aluminiozko aleazioen soldaduran bero-pitzadura joeran. Oro har, Al-Si eta Al-Mn serieko aluminiozko aleazioek soldagarritasun ona dute eta ez dira erraz pitzadura beroak sortzen; Al-Mg, Al-Cu eta Al-Zn serieko aluminiozko aleazioek, berriz, bero-pitzadura joera nahiko altua dute. Bero-pitzadura joera murriztu daiteke soldadura-prozesuaren parametroak doituz berotze- eta hozte-tasak kontrolatzeko. Oro har, laser-arku soldadura hibridoaren bero-pitzadura joera laser-hariaren soldadura baino hobea da, eta laser-hariaren soldaduraren bero-pitzadura joera laser autogenoaren soldadura baino hobea da.
3. Azpimarratzea eta erretzea
Aluminiozko aleazioek ionizazio-energia baxua dute, eta fotoinduzitutako plasmak gehiegi berotu eta hedatu egiten da soldaduran zehar, eta horrek soldadura-prozesu ezegonkorrak sortzen ditu. Gainera, aluminiozko aleazio likidoek jariakortasun ona eta gainazaleko tentsio baxua dute. Sartzea hobetzeko, askotan babes-gasaren emari handiagoa eta laser irteera-potentzia handiagoa behar dira, eta horrek soldadura-prozesuaren egonkortasuna hondatzen du, urtutako multzoa presiopean bortizki fluktuatuz eta erraz akatsak sortuz, hala nola azpiko mozketa eta erredura. Laser bidez soldatatutako aluminiozko aleaziozko plaken atzealdeko formagarritasuna eraginkortasunez hobetu daiteke urarekin hoztutako kobrezko plaka bat soldaduraren atzealdean instalatuz.
4. Zepa Inklusioa
Autoen karrozeriaren soldaduran maiz gertatzen den beste akats mota bat soldadura-zepa inklusioa da. Ikerketek erakutsi dute zepa inklusioa batez ere soldadura-junturen eta soldadura-harien gainazaleko oxidoetatik datorrela, baita aluminiozko aleazio-materialen lokalizazioan dauden prozesu ezegonkorretatik ere. Beraz, aluminiozko aleazio-materialen fabrikatzaileek berrikuntza teknologikoa indartu eta galdaketa-prozesuak hobetu beharko lituzkete lehengaietan ezpurutasunen eta hidrogenoaren edukia minimizatzeko eta produktuen kalitate-egonkortasuna hobetzeko.
Argitaratze data: 2025eko abuztuak 5
