Fa'avelaina o le Laser – O le Aafiaga o Fa'asologa o Oscillation i le Fa'avelaina o le Laser i le Adjustable Ring Mode (ARM) o le Aluminum Alloys

Fa'avelaina o le Laser – O le Aafiaga o Fa'asologa o Oscillation i le Fa'avelaina o le Laser i le Adjustable Ring Mode (ARM) o le Aluminum Alloys

1. Aotelega

O lenei suʻesuʻega e suʻesuʻeina ai aafiaga o le oscillation amplitude ma le frequency i luga o le tulaga lelei o le fogaeleele, macro ma microstructures, ma le porosity o le adjustable ring mode (ARM).fa'apipi'iina o le laser oscillatingPapa alumini A5083. O faʻaiʻuga o loʻo faʻaalia ai o le faʻateleina o le malosi ma le tele o le oscillation, e faʻaleleia atili ai le lelei o le fogāeleele ua faʻapipiʻiina. Aʻo faʻateleina le malosi, e suia le vaega o le ua faʻapipiʻiina mai le foliga o se "goblet" i le foliga o se "crescent". O le suʻesuʻega o le microstructural e faʻaalia ai o le tele o le fatu o le ua faʻapipiʻiina e le faʻaitiitia i le faʻateleina o le malosi ma le tele o le oscillation ona o le tauvaga i le va o le aafiaga o le faʻagaeʻetia ma le faʻaitiitia o le fua faʻamālūlūina. E faʻaitiitia le porosity o le ua faʻapipiʻiina i le faʻateleina o faʻasologa o le oscillation, e oʻo atu ai i le porosity mulimuli o le 0.22% pe a 2 mm le malosi. O le tomography X-ray e tolu-dimensional e faʻamaonia atili ai le aʻafiaga o le oscillation i le tufatufaina o pu: o pu tetele e masani ona faʻaputu i tua atu o le vaituloto ua liusuavai, aʻo pu laiti e faʻaalia ai le symmetry sili atu. O lenei suʻesuʻega e maua ai ni malamalamaga taua mo le faʻaleleia atili o faʻasologa o le oscillation e ausia ai le laser welding maualuga i faʻaoga A5083 alumini alloy.

2 Talaaga o Alamanuia

O le alumini uʻamea e iai ona lelei o le mama, malosi faʻapitoa maualuga, ma teteʻe lelei i le ele, ma e faʻaaogaina lautele i taʻavale, nofoaafi saoasaoa maualuga, vaalele ma isi alamanuia. O le laser welding e iai ona lelei o le maualuga o le lelei, laʻititi le sone e aʻafia i le vevela, ma laʻititi le faʻaleagaina o le welding. O le mea lea,O le fa'avelaina o le laser o se metotia fa'avelaina taugofie e talafeagai mo papatusi mafiafia, lea e mafai ona faʻaitiitia tele ai le aofaʻi o auala e ui ai. O le porosity o se faʻaletonu tele i le faʻavevelaina o le laser o alumini alumini, lea e matua aʻafia ai meatotino faʻainisinia o soʻoga ua faʻavevela. O le mea lea, ua faia ai suʻesuʻega tetele e faʻaitiitia ma aveese ai le fausiaina o le porosity, e aofia ai le faʻaleleia atili o le kesi puipuia, faʻaaogaina o tekinolosi dual-beam, faʻaaogaina o faiga eletise laser modulated, ma le faʻaaogaina o metotia o le oscillating beam. O le tekinolosi o le faʻavevelaina o le laser e tu matilatila ona o lona gafatia e tuʻufaʻatasia ai lelei o le faʻavevelaina o le laser ma ona lava uiga. O le faʻaaogaina o le faʻavevelaina o le laser e le gata ina faʻaitiitia ai le porosity ae faʻaleleia atili ai foʻi le microstructure o le faʻavevela ma faʻaleleia atili ai le lelei o le faʻavevela. O le tele o suʻesuʻega ua taulaʻi tele i vaega eseese o le faʻavevelaina o le laser, e aofia ai le faʻaitiitia o le porosity, faʻaleleia atili o le tufatufaina o le malosi, faʻaleleia atili o le fausaga o le fatu, ma le faʻamatalaina o le tafe o le melt i le vaituloto melt. O le tufatufaina o le malosi laser e taua tele i le tufatufaina o le vevela ma le loloto o le penetration o le faʻavevelaina o le laser. I se oscillation amplitude patino, faʻatasi ai ma le faʻateleina o le scanning frequency, o le faiga o le faʻavevelaina e suia mai le faʻavevelaina loloto o le penetration i le faʻavevelaina le mautu, ma mulimuli ane i le faʻavevelaina o le heat conduction. O faʻaiʻuga o loʻo faʻaalia ai o le faʻateleina o le tele ma le tele o le scanning e mafai ona faʻaitiitia ai le porosity, ae faʻaitiitia ai foʻi le loloto o le penetration o le weld, ma faʻaitiitia ai meatotino faʻainisinia o le weld. I tausaga talu ai nei, ua atiaʻe ai se adjustable ring mode (ARM) laser, lea e vaevaeina ai le malosiaga o le laser i se core e maualuga le malosi ma se mama e maualalo le malosi, e faʻamoemoe e faʻamautu le keyhole ma faʻaleleia le lelei o le welding. Ua faʻaaogaina e le au suʻesuʻe le ARM laser oscillating welding e faʻapipiʻi ai le 6xxx high-strength aluminum alloys i lalo o le core/ring power ratios eseese ma le oscillation widths. O faʻaiʻuga o suʻega e faʻaalia ai o le mea autu e aʻafia ai le weld geometry o le oscillation width, nai lo le core-ring power ratio. Peitaʻi, e leʻi suʻesuʻeina le pore distribution ma lona faiga faʻalavelave i lalo o le superposition o le oscillation ma le ARM laser. I totonu o lenei pepa, o loʻo faʻaaogaina ai se tekinolosi fou o le ARM laser oscillating welding e faʻaitiitia ai le porosity o le weld, maua ai le loloto maualuga o le penetration ma le lelei o le weld. O loʻo faia se suʻesuʻega atoatoa i le laser energy distribution, melted pool dynamic behavior, ma le microstructure i lalo o le oscillation frequencies ma amplitudes eseese.

3. Fa'amoemoega ma Taualumaga Fa'ata'ita'i

Sa fa'aaogaina le tekinolosi fa'apipi'i fa'ata'amilomilo laser e fa'apipi'i ai le alumini. O le mea autu (BM) o le 5083-O alumini fa'atasi ai ma fua e 300mm × 100mm × 5mm (umi × lautele × mafiafia), ma o lona fa'asologa fa'akemikolo o lo'o fa'aalia i le laulau. A'o le'i fa'apipi'iina, sa fa'apupulaina fa'ata'ita'iga e aveese ai le ata oxide o luga, ona fa'amamā lea i le acetone i totonu o se tapu ultrasonic mo le 15 minute e aveese ai le suāuu o luga.faiga fa'apipi'i lasere aofia ai se robot Kuka, se laser tisiki TruDisk 8001, ma se scanner 3D PFO galvanometer. O le laser tisiki TruDisk 8001 na faʻaaogaina o se puna laser faʻatulagaina mama e mafai ona fetuʻunaʻi, faʻatasi ai ma le fua faatatau o le autu/mama fiber o le 100/400 μm ma le malosi maualuga o le 8 kW (umi o le galu o le 1030 nm, faʻailoga lelei o le ave o le 4.0 mm·rad). O le ave o le laser e aofia ai se vaega autu ma se vaega mama, lea e gaosia ai e le laser i le vaega autu tutotonu se pu ki (60% o le malosiaga o le laser), ma o le laser i le vaega mama e faʻamautinoa ai le tufatufaina lelei o le vevela (40% o le malosiaga o le laser), e pei ona faʻaalia i le Ata (b). O le umi o le taulaʻiga o le collimator ma le tioata taulaʻi e 138 mm ma le 450 mm, i le faasologa. I le taimi o le faagasologa o le uelo, na faʻaaogaina ai se meapueata saoasaoa maualuga a le Phantom V1840 ma se puna malamalama maualuga a Cavilux e mataʻituina ai le faagasologa o le uelo i le taimi moni, faatasi ai ma le saoasaoa o le pueina o ata e 5000 fps ma le taimi e faʻaalia ai e 1 μs. I lenei suʻesuʻega, o le ala o le oscillation o le ave faataamilomilo, le ala o le gaioiga a le laser, ma le saoasaoa vave ua faʻamatalaina e pei ona faʻaalia i le ata.

4 I'uga ma Talanoaga

4.1 Uiga o le Fa'alava O foliga o le fogāeleele fa'alava i lalo o auala eseese o le laser oscillation o lo'o fa'aalia i le ata. O taunu'uga e fa'aalia ai o le fogāeleele fa'alava o le fa'alava sa'o masani e ma'a'a (ma'a'a o le 78.01 μm), fa'atasi ai ma le le lelei o le fa'aauauina o galu o le fa'alava ma le le lava o le salalau o le fa'alava. E le lava fo'i le fausiaina o le fa'alava, o le tele o le pisipisi, ma le tipiina i lalo na matauina. Fa'atasi ai ma le fa'ateleina o le malosi ma le tele o le pisipisi, o le fogāeleele fa'alava e iai una i'a mafiafia ma tutusa. O le ma'a'a o le fogāeleele fa'alava ma le tele o le pisipisi o le 0.5 mm, 1 mm, ma le 2 mm e 80.71 μm, 49.63 μm, ma le 31.12 μm, i le fa'asologa. E leai ni fa'aletonu po'o ni mea e oso a'e e mafua mai i le pisipisi. O taunu'uga e fa'aalia ai o le maualuga o le tele o le pisipisi e o'o atu ai i le tafe masani o le vaituloto ua liusuavai, le malosi o le fa'agae'etia o le ave laser, ma se fogāeleele fa'alava e sili atu ona lelei. O le mea moni, o le foliga o le fa'alava laser e feso'ota'i ma le gaioiga o le ave laser. I le taimi o le fa'avevela, o suiga i le tele o le oscillation ma le tele o le taimi e suia ai le saoasaoa o le fa'avevela, ma a'afia ai le malosi fa'asolosolo ma le aofa'i o le vevela e ulufale mai i le laser. O le foliga fa'alava o le fa'avevela e foliga "goblet", e aofia ai vaega e lua: o le vaega pito i lalo o le "au", ma le vaega pito i luga o le "ipu". O le loloto o le fa'asusu ma le "au" e fa'amatalaina o le H1 ma le H2, i le fa'asologa, ma o lautele o le fa'avevela ("ipu") ma le "au" e fa'amatalaina o le W1 ma le W2, i le fa'asologa. O lautele uma o le fa'avevela W1 ma le W2 e fa'ateleina fa'atasi ma le fa'ateleina o le tele o le oscillation, ma o le foliga o le fa'avevela e suia malie mai le foliga o le "goblet" i le foliga o le "crescent". O le maualuga o le malosi o le laser e aliali mai i le trajectory overlap. I le fa'atusatusaina o Ata (b, d) ma le (c, e), e mafai ona iloa o le fa'ateleina o le tele o le scanning o le a fa'ateleina ai le trajectory overlap area i le auala scanning, ma fa'apea ona tutusa ai le tufatufaina atu o le malosi o le laser. Peita'i, o le fa'aitiitia o le maualuga o le malosi o le a i'u ai i le fa'aitiitia o le loloto o le fa'avevela.

4.2 Amioga a le Vaituloto Liusuavai Ina ia faamanino le aafiaga o le auala o le scan i amioga a le vaituloto liusuavai, na faaaogaina ai se faiga o le meapueata saoasaoa maualuga e mata’ituina ai le faagasologa o le evolusione o le vaituloto liusuavai ma le ki pu. O le Ata (a) o loʻo faaalia ai le faagasologa o le evolusione o le vaituloto liusuavai i lalo o se auala saʻo. O Ata (bf) o ata o le evolusione o le vaituloto liusuavai i lalo o tulaga eseese o le oscillation. Faatasi ai ma le faateleina o le televave o le oscillation ma le amplitude, o le vaega pito i tua o le vaituloto liusuavai e sili atu ona lapotopoto ona o le faalauteleina o le lautele o le vaituloto liusuavai. A o faateleina le umi o le vaituloto liusuavai, o le suiga o le fogaeleele e mafua mai i le pa o le ki pu e faaitiitia i le taimi o le faasolo i tua. O le mea lea, o le uʻamea vai liusuavai e faamaaa sologa lelei ma masani i le pito i tua o le vaituloto liusuavai, ma fausia ai ni una iʻa e tutusa ma mafiafia. O loʻo faaalia i le ata le suiga o le vaega e tatala ai le ki pu i le taimi o le laser welding, lea e maua mai i ata pue saoasaoa maualuga o le vaituloto liusuavai. E pei ona faaalia i le Ata (a), i le taimi o le welding saʻo, o le tele o le avanoa o le ki pu e faaalia ai suiga manino. E tele ni faʻataʻitaʻiga o le tapunia o le pu ki (0 mm²) na matauina, faʻatasi ai ma le averesi o le lautele o le avanoa o le pu ki e 0.47 mm². O le faʻateleina o le malosi o le oscillation e mafai foʻi ona faʻaitiitia ai le fesuisuiaʻi ma faʻaleleia atili ai le mautu. E mafua ona o le faʻapipiʻiina o le oscillating welding, o se vaega tele o le malosi e tufatufa atu i itu uma e lua. O le mea lea, e faʻalauteleina ai le auala e alu ese ai i luga o le pu ki, ma faʻateleina ai le malosi o le oscillation, ma faʻateleina ai le lautele o le avanoa. O le faʻateleina o le malosi e faʻalauteleina ai le lautele o le faʻagaioiga o le ave laser, e oʻo atu ai i le faʻalauteleina o le radius o le gaioiga faʻavaitaimi o le pu ki. Ona o le viscosity o le uʻamea ua liusuavai ma le mamafa o le hydrodynamic e faʻatino lata ane i le puipui o le pu ki, e tupu ai le gaioiga o le eddy current i le vaituloto ua liusuavai o le welding lata ane i le avanoa o le pu ki. O le faʻalauteleina o le vaega o le avanoa o le pu ki e faʻaleleia atili ai lona mautu, e ʻalofia ai le fausiaina o ni bubbles, ma o lea e matua taofia ai le porosity.

4.3 Fausaga Laiti O le ata o loʻo faʻaalia ai le morphology EBSD o le vaega faʻalava o le weld i lalo o le tele o oscillation ma le tele o amplitudes. I tafatafa o le laina fusion o le laser weld, e tuputupu aʻe fatu dendrite columnar agai atu i le ogatotonu o le weld. E pei ona faʻaalia i le Ata (a), i le va o le "ipu" ma le "au", e mafai ona matauina eseesega manino i le tufatufaina o fatu columnar. E tufatufa atu fatu columnar i se foliga U i luga o le puipui o le "ipu", ae i le vaega o le "au", e tufatufa atu fatu columnar i se foliga U i luga o le laina fusion. I le taimi o le faʻamaʻaʻaina o le weld, o fatu ua faʻamaʻaʻaina faʻatasi i le sone fusion e fai ma nofoaga o le nucleation mo le pito i luma o le faʻamaʻaʻaina ma e sili atu ona tuputupu aʻe faʻasaga i le tuaoi o le vaituloto ua liusuavai i luga o le itu o le maualuga o le gradient o le vevela. E tupu lenei mea ona o le maualuga o le malosiaga o le laser e mafua ai ona vevela tele i totonu o le vaituloto welding. O le maualuga o le gradient thermal G ma le saoasaoa o le tuputupu aʻe feololo R e faia ai le G/R e sili atu nai lo le tulaga mo le suiga o le microstructure, ma iu ai ina fausia fatu columnar. E fa'aitiitia le fesuia'iga o le vevela G i le ogatotonu o le uelo, ma mafua ai ona pa'ū malie le fua fa'atatau o le G/R i lalo ifo o le tulaga fa'atulagaina o le microstructure, ma suia ai i ni fatu tutusa. O fatu tutusa o lo'o i totonu o vaega tutotonu o le "ipu" ma le "au". Talu ai o le "au" o le uelo e vaapiapi ma latalata i le mea autu, e fa'ama'a'a atoatoa a'o le'i o'o i le vaega o le "ipu" i le taimi e fa'amālūlūina ai. O le vaega "au" ua fa'ama'a'a e fai ma nofoaga e fa'apipi'i ai le nucleation i le pito i lalo o le "ipu", e fa'alauiloa ai le tuputupu a'e i luga o fatu koluma. O lo'o fa'aalia i le ata le laina sa'o ma le fa'agasologa o le uelo oscillating. Ua fa'aalia ai o le suiga faifai pea o le tulaga o le ave laser i le uelo oscillating laser o le a fa'ateleina ai le umi o le vaituloto liusuavai vaeluaga, toe fa'ama'a'aina ai le u'amea ua uma ona fa'ama'a'a, ma i'u ai i le fa'aitiitia o le fua fa'atatau o le tuputupu a'e o fatu r. E mafai ona i'u ai i le fa'aitiitia o le G/R i le sone fatu tutusa maualalo.

4.4 Tufatufaina o le Porosity Sa fa'aaogaina le tomography X-ray e tolu-vaega e faia ai se su'esu'ega atoatoa o le uelo, ma maua ai le tufatufaga e tolu-vaega o pu i le uelo, e pei ona fa'aalia i le ata. O le porosity e fuafuaina o le aofa'i atoa o pu e vaevaeina i le aofa'i atoa o le uelo. I le fa'atusatusaina o le foliga o pu ma le tufatufaga o uelo fa'asolosolo sa'o ma uelo fa'asolosolo li'o, ua maua ai o uelo fa'asolosolo sa'o e tele atu pu tetele, fa'atasi ai ma le porosity e 2.49%, lea e sili atu le maualuga nai lo le li'o.uelo fa'asolosolo laser. I le faʻatusatusaina o Ata (b, c) ma le (d, e), e mafai ona iloa ai o le faʻateleina o le televave o le oscillation e fesoasoani e taofia ai le fausiaina o pu. I le faʻatusatusaina o Ata (b, d) ma le (c, e), e mafai ona iloa ai o le faʻateleina o le oscillation amplitude e iai foʻi sona sao taua i le taofia o le fausiaina o pu. A faʻateleina atili le oscillation amplitude i le 2 mm (Ata (f)), e faʻaitiitia atili le porosity i le 0.22%, ma tuʻua ai naʻo pu laiti ma pu laiti. O loʻo faʻaalia i le ata le tufatufaina o le pore area i mamao eseese mai le weld centerline, o loʻo faʻatusalia ai le porosity e faʻavae i luga o le tele o le pore area. Mo le welding saʻo, o le pore area e tufatufaina tutusa i luga o le weld centerline, ma faʻaitiitia malie i le faʻateleina o le mamao mai le weld centerline. O taunuʻuga e faʻaalia ai o pu e mafua mai i le keyhole e tele lava ina faʻapotopoto i tua atu o le 后壁 o le vaituloto ua liusuavai i le weld centerline. Mo le laser oscillating welding, e vaivai le symmetry o le pore distribution. O le ata o loʻo faʻaalia ai le vaega o pu i mamao eseese mai le fogāeleele o le uelo, lea o loʻo faʻatusalia ai e le laina mumu le tuaoi i le va o le "ipu" ma le vaega o le "au". I le tulaga o pu tetele e pulea (Ata (ac)), o le vaega o pu i luga aʻe o le tuaoi e sili atu i le 85%. E mafua ona o le suiga o le foliga i le tuaoi umi o le itudinal e sili atu ona maileia ai ni pupuni i totonu o le vaituloto o le uelo, ma o pupuni ua maileia e masani ona siitia i luga i lalo o le faatosinaga o le opeopea. I le tulaga o pu laiti e pulea (Ata (df)), o pu e faʻapotopoto i le vaega i totonu o le 0.5 mm i lalo o le laina tuaoi. O le taimi puʻupuʻu o le malulu ma le siʻitia laʻititi i luga atonu o mafuaʻaga ia o lenei mea.

5 Fa'ai'uga

(1) O auala eseese o le laser oscillation e iai ni aafiaga manino i luga o le fogāeleele ua ueloina. O le maualuga o le amplitude ma le televave e mafai ona faaleleia atili ai le tulaga lelei o le fogāeleele, ae o le tele naua o parakalafa oscillation e mafai ona faateleina ai le maaa ma mafua ai ni faaletonu o le concave.

(2) O le foliga o le uelo e fuafua tele lava e ala i fa'asologa o le laser oscillation, lea e a'afia ai le saoasaoa o le uelo, le tufatufaina o le malosi, ma le aofa'i o le vevela e ulufale mai. Faatasi ai ma le faateleina o le oscillation amplitude, e suia le foliga o le uelo mai le "goblet" i le "crescent", ma e faaitiitia ai le aspect ratio.

(3) Faatasi ai ma le faateleina o le malosi ma le tele o le oscillation, e lautele ai le vaituloto ua liusuavai ma lapotopoto ai le vaega i tua. O le aafiaga o le oscillation e faateleina ai le umi o le vaituloto ua liusuavai, lea e aoga mo le alu ese o pupuni ma le faamaaa tutusa. I le taimi o le ueloina sa'o, e fesuisuia'i le vaega e tatala ai le pu ki; i se faaupuga faigofie, e mafai ona faaitiitia lenei suiga, ma faaleleia atili ai le mautu o le ueloina.

(4) O le faʻateleina o le malosi ma le televave o le oscillation e faʻaitiitia ai le faʻasolosolo o le vevela ma le fua o le tuputupu aʻe, lea e aoga mo le fausiaina o ni lapopoʻa o fatu. Peitaʻi, o le aafiaga o le faʻaosoosoina o le laser e fesoasoani i le faʻaleleia atili o le lapopoʻa o fatu ma faʻaleleia atili ai le malosi o le mamanu. I lalo o faʻasologa eseese o le laser, o le malosi o le uelo e tumau pea le mautu, e maualalo teisi nai lo le mea autu, lea e ono mafua mai i le leiloa o le magnesium mai le faʻamamago.

(5) O le su'esu'ega o le X-ray e tolu-vaega e fa'aalia ai o le fa'avevela sa'o e maualuga atu le porosity (2.49%) ma le tele o le pore nai lo le fa'avevela oscillating. O le fa'ateleina o le oscillation parameters e mafai ona fa'aitiitia ai le porosity, e o'o lava i le 0.22% pe a 2 mm le amplitude. O le tufatufaina o le pore area e suia fa'atasi ai ma le oscillation: o pore tetele e fa'aputu i tua o le vaituloto ua liusuavai, ma o pore laiti e sili atu le tutusa. O pore tetele e tele lava ina tufatufa atu i luga a'e o le tuaoi i le va o le "ipu" ma le "stem" regions, ae o pore laiti e fa'aputu i lalo ifo o le tuaoi.