أسباب وحلول حدوث المسام أثناء لحام الليزر
1. أنواع المسامية
يتجلى المسامية في اللحام بالليزر عادة في ثلاثة أشكال أولية: مسامية الهيدروجين ، مسامية النيتروجين ، والمسامية المشتركة . تظهر مسامية الهيدروجين على أنها فراغات كروية صغيرة مع أسطح ناعمة ، وغالبًا ما تقع بالقرب من مركز اللحام أو خط الانصهار . يُظهر السطح . المسامية المشتركة ، الشائعة في اللحامات ذات الاختراق العميق ، شكلًا مميزًا يشبه الشرغفة مع ذيل زائد ، وعادة ما يكون موجودًا في أقسام اللحام السميكة .
2. الأسباب الأساسية والتدابير التصحيحية
حماية مشاكل الغاز
تغطية الغاز غير الكافية هي سبب رئيسي للمسامية . في الغاز (مثل مستويات الأكسجين التي تتجاوز 50 جزءًا في المليون في الأرجون) أو يمكن أن تسمح معدلات التدفق غير الصارمة بالتلوث في الغلاف الجوي. Argon (99 . 999 ٪) ، وتحسين تدفق الغاز (عادة 8-15 لتر/دقيقة ، مع معدلات أعلى للمعادن التفاعلية مثل الألومنيوم) ، وضمان محاذاة الفوهة المناسبة . duter shielding (e {{12} g {} تعزيز الحماية.
تلوث سطح المادة
يمكن للزيوت أو الشحوم أو طبقات الأكسيد أو الطلاء على سطح الشغل إدخال عناصر تكوين الغاز في تجمع اللحام . على سبيل المثال ، فإن طبقة أكسيد الألومنيوم (al₂o₃) يذوب في 2050 درجة-Zinc-co steels pose pose pose pose pose pose pose pose pose pose than than تبخير في 907 درجة ، مما يخلق مسامية . تنظيف ما قبل الإلحاح عبر التآكل الميكانيكي تليها إزالة الشحوم للمذيبات (e . g . ، تحوّل acetone acetne . للمعادن المجردة ، ) يقلل من شدة التبخير .
معلمات اللحام غير السليمة
يمكن أن تتسبب قوة الليزر المفرطة في انهيار ثقب المفتاح العنيف ، والغاز المحاصرة ، في حين أن القوة غير الكافية قد تفشل في اختراق المواد . أيضًا ، تلعب سرعة السفر أيضًا دورًا مهمًا-ولا يمكن أن تهرب فقاعات الغاز ؛ بطيئة للغاية ومفرطة في إدخال الحرارة يوسع تجمع الذوبان ، وزيادة ذوبان الغاز . تختلف المعلمات المثلى عن طريق المادة ولكنها غالبًا ما تتضمن توازن طاقة (e . g {. ، 800W for 1mm fteland steel) ، السرعة (3 m/min) يمكن أن يؤدي العمد في بدء اللحام إلى تقليل عدم الاستقرار .
عدم استقرار ثقب المفتاح في لحام الاختراق العميق
في اللحام بالليزر عالي الطاقة ، قد تنهار ثقب المفتاح (قناة بخار التي تم تشكيلها بواسطة استئصال بالليزر) بشكل غير متوقع ، وتشمل استراتيجيات تخفيف التخفيف محاصرة الغاز . ، بحجم بقعة النمخ ({} . أو تقديم سلك الحشو (E . g . ، سلك الألومنيوم ER4043 ، والذي يمتص الهيدروجين). تذبذب الشعاع (50 هرتز ، سعة 1 مم) يعزز تدفق المعادن أفضل والهروب من الغاز.
العوامل البيئية والمادية
تقدم الرطوبة المحيطة الهيدروجين عن طريق تفكك بخار الماء ، وتفاقم المسامية في المعادن الرطبة مثل الألومنيوم والمغنيسيوم . الرطوبة السيطرة على ورشة التحكم (<40%) and pre-drying materials (120°C for 1–2 hours) are effective countermeasures. Material composition also matters: aluminum's hydrogen solubility drops sharply during solidification, while sulfur/phosphorus in stainless steel forms low-melting compounds that trap gas. Using low-impurity filler metals (e.g., 5083 aluminum) or grain-refining additives (yttrium/zirconium) can improve results.
3. الكشف والعلاج
Pre-weld material analysis (spectroscopy for O/H/S content) and real-time process monitoring (high-speed cameras to observe melt pool dynamics) help prevent porosity. Post-weld inspection via X-ray radiography detects sub-surface voids (>0 . 1mm) . للإصلاحات ، غالبًا ما تكون الطحن المترجمة متبوعة بإعادة ترتيب الليزر منخفض الطاقة ناجحًا ، بشرط إزالة أكاسيد السطح بالكامل.
4. تقنيات التخفيف المتقدمة
في التطبيقات الحرجة ، يلغي لحام الليزر بالفراغ (10⁻⁻PA) تداخل الغاز تمامًا ، على الرغم من أن التكلفة ذات التكلفة بالنسبة لمعظم الصناعات . لحام بمساعدة بالموجات فوق الصوتية (6} (E . g . ، IPG's laserdyne) تمكين تعديلات المعلمة في الوقت الحقيقي عن طريق تحليل انبعاثات بلوم اللحام .
خاتمة
يتطلب التحكم في المسامية إجراء تدريبي منهجي لتحسين النهج ، والنظافة ، والمعلمات ، والبيئة . من خلال تنفيذ هذه التدابير ، يمكن أن تلبي معدلات العيوب معايير صارمة (E . g . ، ،<0.5% for automotive welds). Documenting procedures in a Welding Procedure Specification (WPS) ensures consistency across production runs.
-- رايثر ليزر كاميلا وانغ