01 परिचय
5A06 एल्यूमीनियम मिश्र धातु का उपयोग इसकी उच्च शक्ति और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के कारण ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस और दबाव पोत उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। हालाँकि, इसकी उच्च तापीय चालकता, कम चिपचिपापन और उच्च परावर्तनशीलता लेजर वेल्डिंग को चुनौतीपूर्ण बनाती है, जिससे अक्सर खराब फॉर्मेबिलिटी और गंभीर सरंध्रता दोष होते हैं। एकल लेज़र या एमआईजी वेल्डिंग की तुलना में, लेज़र - एमआईजी हाइब्रिड वेल्डिंग बेहतर ऊर्जा युग्मन, पिघला हुआ पूल स्थिरता और फॉर्मैबिलिटी प्रदर्शित करता है, जिससे गहरी पैठ और सरंध्रता के प्रतिरोध में सुधार होता है। फिर भी, 5A06 एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लिए, मैग्नीशियम का वाष्पीकरण और हाइड्रोजन की घुलनशीलता परिवर्तन अभी भी महत्वपूर्ण सरंध्रता समस्याओं को जन्म देते हैं, जिससे छिद्र निर्माण तंत्र और प्रक्रिया अनुकूलन में आगे की जांच की आवश्यकता होती है। यह अध्ययन 6.9 मिमी मोटी 5A06 एल्यूमीनियम मिश्र धातु पर केंद्रित है, जिसमें हाइब्रिड वेल्डिंग के तहत वेल्डेड जोड़ों की सूक्ष्म संरचना, सरंध्रता वितरण, छिद्र निर्माण तंत्र और वेल्डेड जोड़ों की सूक्ष्म कठोरता विविधताओं का विश्लेषण किया गया है। यह वेल्डिंग गति और लेजर पावर के उपयुक्त संयोजनों का भी पता लगाता है।
02 सिंहावलोकन
यह शोध लेज़र-MIG हाइब्रिड वेल्डिंग के तहत 6.9 मिमी मोटे 5A06 एल्यूमीनियम मिश्र धातु जोड़ों की संरचनात्मक विशेषताओं और छिद्र संबंधी मुद्दों का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करता है। इससे पता चलता है कि वेल्डिंग गति फॉर्मेबिलिटी, सरंध्रता दर और यांत्रिक प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला प्रमुख पैरामीटर है। अध्ययन में सरंध्रता को प्राथमिक दोष के रूप में पहचाना गया है, जो दो मुख्य कारकों के कारण होता है: तेजी से जमने के दौरान हाइड्रोजन गैस का अवक्षेपण, और उच्च तापमान पर बुलबुले बनाने वाले मैग्नीशियम का वाष्पीकरण। ये छिद्र मुख्य रूप से वेल्ड के ऊपरी आधे भाग में केंद्रित होते हैं। छिद्रों की उपस्थिति जोड़ों की कठोरता को काफी कम कर देती है। जबकि अनाज के मोटे होने से ताप प्रभावित क्षेत्र (HAZ) में नरमी आती है, वेल्ड क्षेत्र (WB) में नरमी मुख्य रूप से छिद्रों के कारण होती है। शोध इस बात पर प्रकाश डालता है कि अनाज के मोटे होने की तुलना में सरंध्रता का कठोरता में कमी पर कहीं अधिक प्रभाव पड़ता है, स्थानीय कठोरता औसत मूल्य के 29% से भी कम हो जाती है। अलग-अलग वेल्डिंग गति की तुलना की गई: बहुत कम (2 मीटर/मिनट) के परिणामस्वरूप छिद्र एकत्रीकरण और कम कठोरता हुई, जबकि बहुत अधिक (3.5 मीटर/मिनट) के कारण वेल्ड रूट पर प्रक्रिया प्रेरित छिद्र हो गए। इष्टतम वेल्डिंग गति 3 मीटर/मिनट पाई गई, जिससे बारीक, समान रूप से वितरित छिद्र, अच्छी पैठ और उच्च कठोरता प्राप्त हुई।
03 आंकड़े एवं विश्लेषण
चित्र 1 विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों के तहत वेल्ड की स्थूल आकृति विज्ञान को दर्शाता है। पूर्ण वेल्ड गठन और कोई दरार के साथ 2-3.5 मीटर/मिनट के बीच की गति पर अच्छी पैठ हासिल की गई, जो अकेले एमआईजी की तुलना में लेजर - एमआईजी हाइब्रिड वेल्डिंग की प्रभावशीलता को उजागर करती है।
चित्र 2 वेल्डेड जोड़ों की सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताओं को दर्शाता है, जिसमें वेल्ड जोन (डब्ल्यूबी), ताप प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड), और बेस मेटल (बीएम) शामिल हैं। वेल्ड ज़ोन में मुख्य रूप से समअक्षीय डेंड्राइट होते हैं, जिनमें दाने संलयन रेखा के पास स्तंभ से समअक्षीय में परिवर्तित होते हैं। पश्चिम बंगाल में 29-52 μm के धातुकर्म छिद्र देखे गए।
चित्र 3 विभिन्न क्षेत्रों में छिद्र वितरण प्रस्तुत करता है। ऊपरी वेल्ड (क्षेत्र ए) में छिद्र मुख्य रूप से धातुकर्म होते हैं, जो जमने के दौरान बुलबुले के निकलने में रुकावट के कारण बनते हैं।
चित्र 4 वेल्ड जोड़ों में सूक्ष्म कठोरता वितरण को दर्शाता है। डब्ल्यूबी और एचएजेड दोनों में नरमी देखी गई, जिसमें छिद्र अनाज के मोटे होने की तुलना में कठोरता में कमी पर अधिक प्रभाव डालते हैं। उच्च वेल्डिंग गति ने औसत कठोरता में वृद्धि की, ऊपरी वेल्ड क्षेत्रों में थोड़ी अधिक कठोरता देखी गई।
04 निष्कर्ष
लेजर के तहत 6.9 मिमी मोटे 5A06 एल्यूमीनियम मिश्र धातु जोड़ों पर यह अध्ययन -MIG हाइब्रिड वेल्डिंग निम्नलिखित निष्कर्ष प्रदान करता है:
1. लेजर -MIG हाइब्रिड वेल्डिंग 2-3.5 मीटर/मिनट के बीच अच्छी पैठ हासिल करती है, जिससे वेल्ड की गुणवत्ता में काफी सुधार होता है।
2. छिद्र मुख्य रूप से ऊपरी वेल्ड क्षेत्र में केंद्रित होते हैं, जो हाइड्रोजन वर्षा और मैग्नीशियम वाष्पीकरण के कारण होते हैं। अनाज के मोटे होने की तुलना में सरंध्रता का जोड़ों के नरम होने पर अधिक प्रभाव पड़ता है।
3. इष्टतम पैरामीटर: लेजर पावर 4.5 किलोवाट और वेल्डिंग गति 3 मीटर/मिनट, कम सरंध्रता, छोटे छिद्र आकार और अनुकूल सूक्ष्म कठोरता वितरण प्रदान करते हैं।
4. सरंध्रता को कम करने और वेल्ड प्रदर्शन में सुधार के लिए उचित प्रक्रिया नियंत्रण (सतह की सफाई, सुरक्षात्मक गैस और वेल्डिंग गति अनुकूलन) आवश्यक है।
संदर्भ
मूल प्रकाशन: जर्नल ऑफ़ मैन्युफैक्चरिंग प्रोसेसेस, https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2018.08.011
