01
Hápunktur pappírs
Ofur-mikill-afl leysir gera kleift að suðu þykkum-hlutum í-gangi, sem býður upp á kosti eins og mikla afköst og lágan kostnað; Hins vegar hindrar uppkoma galla í hagnýtri notkun þeirra. Þessi rannsókn leggur til aðferð til að bæla niður hnúðagalla sem byggir á yfirborðsáferð á rass--samskeyti, sem ná árangri með -gæða einhliða suðu úr 20 mm þykku ryðfríu stáli. Computational Fluid Dynamics (CFD) líkan sem inniheldur yfirborðsörbyggingareiginleika var komið á og hermir niðurstöður þess sýndu gott samræmi við tilraunagögn. Yfirborðsáferð hefur tvö aðal bein áhrif: hún stuðlar að stækkun bráðnu laugarinnar og eykur frásog leysirorku og auðveldar þar með umskipti skráargatsins úr því að-er ekki í gegnum í gegnum í gegn. Bráðinn málmur nálægt skráargatsveggjunum sýnir hærri snertihraða en hindrar samtímis niðurstreymi bræðslunnar; ennfremur, skortur á lágu-hraðasvæði neðst í bráðnu lauginni gerir yfirborðs-spennu-drifin aftur-hliðarbræðslusamdrætti, og bælir þar með myndun hnúkkandi galla. Suðusaumarnir sem myndast eru með fínni korn og hærra hlutfall af lágum-hornum kornamörkum, sem sýnir framúrskarandi togstyrk og lengingu. Breytingarnar á örbyggingu suðu stafa af ákafari varmalotum sem bráðnu laugin upplifir, en endurbætur á vélrænni eiginleikum eru fyrst og fremst raktar til aukinna gæða suðumyndunarinnar. Þessi aðferð krefst engan viðbótarbúnaðar á meðan á suðuferlinu stendur, og býður upp á mjög efnilega lausn fyrir iðnaðarbeitingu á ofur-miklu-afls leysisuðu með einum-gangi við framleiðslu á þykkum-hlutum.
02
**Yfirlit yfir heildartexta**
Að takast á við áskoranirnar sem tengjast ofur-mikilli-afls leysissuðu á þykkum plötum-sérstaklega næmni þess fyrir "humpandi" göllum þrátt fyrir mikla afköst og lágan kostnað, og treysta núverandi bælingaraðferðir á viðbótar hjálparbúnaði-þessi rannsókn leggur til{5}mikil{6} yfirborðsbyggingaraðferð{5} þversnið, með því að nota 20 mm þykkt 316L austenítískt ryðfrítt stál sem tilraunaefni. Yfirborðs ör-byggingar með mismunandi færibreytum voru framleiddar með púlslausri leysirnetskönnun (tilnefnd sem P-0 fyrir ó-skipulagðan samanburðarhóp, þar sem allar færibreytur voru stilltar á núll; og P-1 til P-4 fyrir ör-myndaða hópa, en 1 mm með mismunandi myndskipan, en 0 mm. í laserafli og púlstíðni). Ennfremur var komið á CFD líkani sem innihélt yfirborðsör-byggingareiginleika, og rannsóknin var gerð með því að nota yfirgripsmikla aðferð af aðferðum þar á meðal leysisfókusmásjá, rafeindabakdreifingu (EBSD), togprófun og háhraðamyndgreiningu. Tilraunaniðurstöðurnar sýna fram á að færibreytuhópur P-2 (leysisafl: 90 W; púlstíðni: 100 Hz) bælir á áhrifaríkan hátt niður galla í horninu og nær þar með hágæða stakri-suðu. Undirliggjandi vélbúnaður felur í sér yfirborðs ör-uppbyggingu sem stuðlar að stækkun bræðsluvatns og frásog leysirorku, og auðveldar þar með umskipti skráargatsins úr ó-geng í gegnum ástand. Þessi umskipti hafa í för með sér aukinn snertihraða bráðna málmsins nálægt skráargatsveggjunum, hindrað flæði bræðslunnar niður á við og útrýming lághraðasvæðis neðst í bræðslupottinum. Á sama tíma sýnir suðuörbyggingin kornafíning og minnkað hlutfall lágra-horna kornamarka; þar af leiðandi ná togstyrkur og lenging 96% og 65% af grunnmálmgildum, í sömu röð. Þessi aðferð krefst engra viðbótar hjálparbúnaðar, býður upp á mikinn sveigjanleika og fjölhæfni, og veitir raunhæfa lausn fyrir iðnaðarbeitingu á ofur-háafli leysisuðu á þykkum plötum. Hins vegar viðurkennir rannsóknin einnig ákveðnar takmarkanir - svo sem kröfu um viðbótarvinnsluþrep og skortur á skýrt skilgreindri fylgni milli tiltekinna efna og ákjósanlegra yfirborðsgrófleika - sem gefur til kynna þörfina fyrir frekari rannsóknir og betrumbætur í framtíðinni.
03
Sjónræn greining
Mynd 1 sýnir að yfirborð sýnis P-0 (a, f) sýnir enga örbyggingu, virðist alveg slétt og flatt. Sýnishorn P-1 (b, g)-unnið með litlum afli og háum skönnunarhraða (45 W, 150 Hz)-eiginleikar á víxl, fiska-kvarða-eins og bræðslupollur (Ra=6.23 μm). Sýnishorn P-2 (c, h)-unnið við 90 W og 100 Hz-birtir samfelldar, gára-eins og gróp (Ra=10.43 μm) án meðfylgjandi skvetta. Sýni P-3 (d, i) og P-4 (e, j) - unnin á hærra aflstigi (120 W) - sýna Ra gildi sem ná 20,48 μm og 26,43 μm, í sömu röð, sem einkennist af nærveru djúpra rifa og skvettaagna. Þessar niðurstöður sýna að örbyggingar P-2 hópsins búa yfir meðallagi grófleika; þessi uppsetning tryggir á áhrifaríkan hátt frásog leysirorku á sama tíma og hún forðast um leið óhóflegar eyður og leggur þannig traustan grunn fyrir bælingu á göllum. Aftur á móti getur sýni P-0, sem hefur ekki farið í gegnum yfirborðsbyggingarmeðferð, ekki náð þessum jákvæðu áhrifum.
04
Samantekt
Þessi rannsókn leggur til yfirborðs ör-uppbyggingaraðferð fyrir rasssamskeyti, sem nær með góðum árangri að bæla „hnúfu“ galla í einni -gangi, ofur-mikil- leysisuðu úr 20 mm þykku 316L ryðfríu stáli. Þessi nálgun gerir kleift að framleiða hágæða-samskeyti án þess að þörf sé á viðbótarbúnaði. Aðferðin notar púlslausan leysir til að búa til ör-byggingar sem eru í meðallagi grófar á samskeyti (með skaftbil á bilinu 1/15 til 2/15 af þvermál leysiblettsins). Annars vegar stuðlar þetta að stækkun suðulaugar og eykur frásog leysirorku og auðveldar þar með umskipti skráargatsins úr lokuðu ástandi í stöðugt, fullkomlega gegnsætt ástand. Á hinn bóginn, með því að nýta Marangoni áhrifin, eykur það snertihraða bráðna málmsins nálægt skráargatsveggjunum og hindrar þannig flæði bræðslunnar niður á við og útilokar lághraðasvæði neðst í suðulauginni, sem dregur í grundvallaratriðum úr bræðslusöfnun við grunninn. Ennfremur gerir yfirborðs ör{18}}uppbygging suðusauminn háan hámarkshita og lengri dvalartíma við hærra hitastig, sem leiðir til fágunar korna. Að lokum leiðir þetta til bættra vélrænna eiginleika, þar sem togstyrkur og lenging samskeytisins nær 96% og 65% af grunnmálmgildum, í sömu röð. Í samanburði við hefðbundna tækni-eins og lofttæmi-aðstoðar eða rafsegulstýrðar aðferðir- býður þessi aðferð upp á yfirburða sveigjanleika og víðtæka notkun; fræðilega séð hentar hann til að sameina langa sauma og bogna fleti þvert á ýmsar efnisþykktir. Hins vegar eru ákveðnar takmarkanir eftir, þar á meðal krafan um fleiri vinnsluþrep og skortur á skýrt skilgreindum fylgni milli tiltekinna efna og ákjósanlegra yfirborðsgrófleika þeirra; þar af leiðandi ættu framtíðarrannsóknir að einbeita sér að því að hagræða enn frekar skilvirkni ör{27}}uppbyggingarferlisins.
