লেজার ওয়েল্ডিং – অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর অ্যাডজাস্টেবল রিং মোড (ARM) লেজার ওয়েল্ডিং-এর উপর দোলন পরামিতির প্রভাব

লেজার ওয়েল্ডিং – অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুর অ্যাডজাস্টেবল রিং মোড (ARM) লেজার ওয়েল্ডিং-এর উপর দোলন পরামিতির প্রভাব

১. সারসংক্ষেপ

এই গবেষণায় অ্যাডজাস্টেবল রিং মোড (ARM)-এর পৃষ্ঠতলের গুণমান, ম্যাক্রো ও মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং ছিদ্রময়তার উপর দোলন বিস্তার ও কম্পাঙ্কের প্রভাব অনুসন্ধান করা হয়েছে।লেজার দোলনীয় ঝালাইA5083 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় প্লেট। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, দোলনের বিস্তার এবং কম্পাঙ্ক বৃদ্ধির সাথে সাথে ওয়েল্ড পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত হয়। বিস্তার বাড়ার সাথে সাথে ওয়েল্ডের প্রস্থচ্ছেদ “গবলেট” আকৃতি থেকে “ক্রিসেন্ট” আকৃতিতে রূপান্তরিত হয়। আণুবীক্ষণিক কাঠামোগত বিশ্লেষণ থেকে বোঝা যায় যে, আলোড়ন প্রভাব এবং শীতলীকরণের হার হ্রাসের মধ্যে প্রতিযোগিতার কারণে দোলনের বিস্তার এবং কম্পাঙ্ক বৃদ্ধির সাথে ওয়েল্ডের দানার আকার হ্রাস পায় না। দোলন প্যারামিটার বৃদ্ধির সাথে সাথে ওয়েল্ডের ছিদ্রতা হ্রাস পায় এবং বিস্তার ২ মিমি হলে চূড়ান্ত ছিদ্রতা ০.২২%-এ পৌঁছায়। ত্রিমাত্রিক এক্স-রে টমোগ্রাফি ছিদ্র বিতরণের উপর দোলনের প্রভাবকে আরও নিশ্চিত করে: বড় ছিদ্রগুলো গলিত পুলের পিছনে একত্রিত হওয়ার প্রবণতা দেখায়, যেখানে ছোট ছিদ্রগুলো আরও ভালো প্রতিসাম্য দেখায়। এই গবেষণাটি A5083 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় প্রয়োগে উচ্চ-মানের লেজার ওয়েল্ডিং অর্জনের জন্য দোলন প্যারামিটার অপ্টিমাইজ করার ক্ষেত্রে মূল্যবান অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।

২ শিল্প প্রেক্ষাপট

অ্যালুমিনিয়াম সংকর ধাতুগুলোর হালকা ওজন, উচ্চ আপেক্ষিক শক্তি এবং ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতার মতো সুবিধা রয়েছে এবং এগুলো মোটরগাড়ি, দ্রুতগতির রেল, মহাকাশ ও অন্যান্য শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। লেজার ওয়েল্ডিংয়ের উচ্চ কার্যকারিতা, ছোট তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল এবং কম ওয়েল্ডিং বিকৃতির মতো সুবিধা রয়েছে। অতএব,লেজার ওয়েল্ডিং একটি সাশ্রয়ী ঝালাই পদ্ধতি যা পুরু পাতের জন্য উপযুক্ত।যা ওয়েল্ড পাসের সংখ্যা ব্যাপকভাবে কমাতে পারে। অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের লেজার ওয়েল্ডিং-এ পোরোসিটি একটি উল্লেখযোগ্য ত্রুটি, যা ওয়েল্ডেড জয়েন্টের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করে। তাই, পোরোসিটি গঠন কমাতে এবং দূর করতে ব্যাপক গবেষণা করা হয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে শিল্ডিং গ্যাসের অপ্টিমাইজেশন, ডুয়াল-বিম প্রযুক্তি প্রয়োগ, মডুলেটেড লেজার পাওয়ার সিস্টেম ব্যবহার এবং ওসিলেটিং বিম পদ্ধতি অবলম্বন। লেজার ওসিলেটিং ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি লেজার ওয়েল্ডিং-এর সুবিধার সাথে নিজস্ব বৈশিষ্ট্যকে একত্রিত করার ক্ষমতার জন্য বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য। লেজার ওসিলেটিং ওয়েল্ডিং ব্যবহার করে কেবল পোরোসিটিই কমানো যায় না, বরং ওয়েল্ডের মাইক্রোস্ট্রাকচার উন্নত করা এবং ওয়েল্ডের গুণমান বাড়ানোও সম্ভব। প্রচুর গবেষণা প্রধানত লেজার ওসিলেটিং ওয়েল্ডিং-এর বিভিন্ন দিকের উপর আলোকপাত করেছে, যার মধ্যে রয়েছে পোরোসিটি হ্রাস, শক্তি বণ্টনের অপ্টিমাইজেশন, গ্রেইন স্ট্রাকচারের সূক্ষ্মকরণ এবং গলিত পুলে গলিত প্রবাহের বৈশিষ্ট্য নিরূপণ। লেজার ওয়েল্ডিং-এর তাপমাত্রা বণ্টন এবং অনুপ্রবেশের গভীরতার ক্ষেত্রে লেজার শক্তির বণ্টন একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। একটি নির্দিষ্ট দোলন বিস্তারে, স্ক্যানিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে, ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়াটি গভীর অনুপ্রবেশ ওয়েল্ডিং থেকে অস্থিতিশীল ওয়েল্ডিং এবং অবশেষে তাপ পরিবাহী ওয়েল্ডিং-এ রূপান্তরিত হয়। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, স্ক্যানিং বিস্তার এবং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করলে ছিদ্রতা হ্রাস পায়, কিন্তু এটি ওয়েল্ডের অনুপ্রবেশের গভীরতাও উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়, যার ফলে ওয়েল্ডের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাস পায়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, একটি অ্যাডজাস্টেবল রিং মোড (ARM) লেজার তৈরি করা হয়েছে, যা লেজার শক্তিকে উচ্চ শক্তি ঘনত্বের একটি কোর এবং নিম্ন শক্তি ঘনত্বের একটি রিং-এ বিভক্ত করে, যার লক্ষ্য হলো কীহোলকে স্থিতিশীল করা এবং ওয়েল্ডিংয়ের মান উন্নত করা। গবেষকরা বিভিন্ন কোর/রিং পাওয়ার অনুপাত এবং দোলন প্রস্থের অধীনে 6xxx উচ্চ-শক্তির অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ওয়েল্ড করার জন্য ARM লেজার দোলনীয় ওয়েল্ডিং ব্যবহার করেছেন। পরীক্ষামূলক ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, ওয়েল্ডের জ্যামিতিকে প্রভাবিত করার প্রধান কারণ হলো দোলন প্রস্থ, কোর-রিং পাওয়ার অনুপাত নয়। তবে, দোলন এবং ARM লেজারের সুপারপজিশনের অধীনে ছিদ্রের বণ্টন এবং এর প্রতিরোধের প্রক্রিয়া নিয়ে এখনও গবেষণা করা হয়নি। এই গবেষণাপত্রে, ওয়েল্ডের ছিদ্রতা কমাতে, উচ্চতর অনুপ্রবেশ গভীরতা এবং উন্নততর ওয়েল্ড গুণমান অর্জনের জন্য একটি নতুন ARM লেজার অসিলেটিং ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি গ্রহণ করা হয়েছে। বিভিন্ন অসিলেশন ফ্রিকোয়েন্সি এবং অ্যামপ্লিচিউডের অধীনে লেজার শক্তির বণ্টন, গলিত পুলের গতিশীল আচরণ এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারের উপর একটি বিশদ গবেষণা করা হয়েছে।

৩. পরীক্ষামূলক উদ্দেশ্য ও কার্যপ্রণালী

অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ঝালাই করার জন্য বৃত্তাকার লেজার দোদুল্যমান ঝালাই প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়েছিল। মূল উপাদান (BM) ছিল 5083-O অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়, যার পরিমাপ ছিল 300mm × 100mm × 5mm (দৈর্ঘ্য × প্রস্থ × পুরুত্ব), এবং এর রাসায়নিক গঠন সারণিতে দেখানো হয়েছে। ঝালাই করার আগে, নমুনাগুলোকে পালিশ করে পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তর অপসারণ করা হয়েছিল, তারপর পৃষ্ঠের তেল দূর করার জন্য একটি আলট্রাসনিক বাথে ১৫ মিনিটের জন্য অ্যাসিটোন দিয়ে পরিষ্কার করা হয়েছিল।লেজার ওয়েল্ডিং সিস্টেমএটি প্রধানত একটি কুকা রোবট, একটি ট্রুডিস্ক ৮০০১ ডিস্ক লেজার এবং একটি ৩ডি পিএফও গ্যালভানোমিটার স্ক্যানার নিয়ে গঠিত। ট্রুডিস্ক ৮০০১ ডিস্ক লেজারটি একটি অ্যাডজাস্টেবল রিং মোড লেজার উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছিল, যার কোর/রিং ফাইবার অনুপাত ছিল ১০০/৪০০ মাইক্রোমিটার এবং সর্বোচ্চ আউটপুট ক্ষমতা ছিল ৮ কিলোওয়াট (তরঙ্গদৈর্ঘ্য ১০৩০ ন্যানোমিটার, বিম কোয়ালিটি প্যারামিটার ৪.০ মিমি·রেডিয়ান)। লেজার বিমটি একটি কোর অংশ এবং একটি রিং অংশ নিয়ে গঠিত, যেখানে কেন্দ্রীয় কোর অংশের লেজার একটি কীহোল তৈরি করে (লেজার শক্তির ৬০%), এবং রিং অংশের লেজার একটি ভালো তাপমাত্রা বন্টন নিশ্চিত করে (লেজার শক্তির ৪০%), যেমনটি চিত্র (খ)-তে দেখানো হয়েছে। কলিমেটর এবং ফোকাসিং লেন্সের ফোকাল দৈর্ঘ্য যথাক্রমে ১৩৮ মিমি এবং ৪৫০ মিমি। ঝালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রক্রিয়াটি রিয়েল-টাইমে পর্যবেক্ষণ করার জন্য একটি ফ্যান্টম ভি১৮৪০ হাই-স্পিড ক্যামেরা এবং একটি ক্যাভিলাক্স হাই-ফ্রিকোয়েন্সি আলোক উৎস ব্যবহার করা হয়েছিল, যার শুটিং স্পিড ছিল ৫০০০ এফপিএস এবং এক্সপোজার টাইম ছিল ১ মাইক্রোসেকেন্ড। এই গবেষণায়, বৃত্তাকার রশ্মির দোলন গতিপথ, লেজারের সরণপথ এবং তাৎক্ষণিক বেগ চিত্রে প্রদর্শিত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে।

৪. ফলাফল ও আলোচনা

৪.১ ওয়েল্ডের গঠনগত বৈশিষ্ট্য বিভিন্ন লেজার অসিলেশন মোডের অধীনে ওয়েল্ড পৃষ্ঠের গঠনগত বৈশিষ্ট্য চিত্রে দেখানো হয়েছে। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, প্রচলিত সরলরৈখিক ওয়েল্ডিংয়ের ওয়েল্ড পৃষ্ঠ অমসৃণ (অমসৃণতা ৭৮.০১ μm), যেখানে ওয়েল্ড রিপলগুলোর ধারাবাহিকতা দুর্বল এবং ওয়েল্ড স্প্রেড অপর্যাপ্ত। অপর্যাপ্ত ওয়েল্ড গঠন, তীব্র স্প্যাটার এবং আন্ডারকাটও পরিলক্ষিত হয়েছে। অসিলেশন অ্যামপ্লিচিউড এবং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে সাথে ওয়েল্ড পৃষ্ঠে ঘন ও সুষম মাছের আঁশের মতো গঠন দেখা যায়। ০.৫ মিমি, ১ মিমি এবং ২ মিমি অসিলেশন অ্যামপ্লিচিউডের ওয়েল্ডগুলোর পৃষ্ঠের অমসৃণতা যথাক্রমে ৮০.৭১ μm, ৪৯.৬৩ μm এবং ৩১.১২ μm। স্প্যাটারের কারণে সৃষ্ট কোনো অনিয়ম বা উঁচু অংশ নেই। ফলাফল থেকে বোঝা যায় যে, উচ্চতর অসিলেশন ফ্রিকোয়েন্সি আরও নিয়মিত গলিত পুলের প্রবাহ, লেজার রশ্মির শক্তিশালী আলোড়ন প্রভাব এবং আরও আদর্শ ওয়েল্ড পৃষ্ঠ তৈরি করে। মূলত, লেজার ওয়েল্ডের আকৃতি লেজার রশ্মির গতির সাথে কার্যকারণগতভাবে সম্পর্কিত। ওয়েল্ডিংয়ের সময়, দোলনের বিস্তার এবং কম্পাঙ্কের পরিবর্তন ওয়েল্ডিংয়ের গতিকে পরিবর্তন করে, যার ফলে লেজারের রৈখিক শক্তি ঘনত্ব এবং মোট তাপ সরবরাহ প্রভাবিত হয়। ওয়েল্ডের প্রস্থচ্ছেদের গঠন "পেয়ালা"-আকৃতির, যা দুটি অংশ নিয়ে গঠিত: নিচের অংশটি হলো "কাণ্ড" এবং উপরের অংশটি হলো "বাটি"। অনুপ্রবেশের গভীরতা এবং "কাণ্ড"-কে যথাক্রমে H1 এবং H2 দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে, এবং ওয়েল্ড ("বাটি") ও "কাণ্ড"-এর প্রস্থকে যথাক্রমে W1 এবং W2 দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। ওয়েল্ডের প্রস্থ W1 এবং W2 উভয়ই দোলনের বিস্তার বৃদ্ধির সাথে সাথে একযোগে বৃদ্ধি পায় এবং ওয়েল্ডের গঠন ধীরে ধীরে "পেয়ালা" আকৃতি থেকে "অর্ধচন্দ্র" আকৃতিতে রূপান্তরিত হয়। সর্বোচ্চ লেজার শক্তি ঘনত্ব গতিপথের উপরিপাতনে দেখা যায়। চিত্র (b, d) এবং (c, e) তুলনা করলে দেখা যায় যে, স্ক্যানিং কম্পাঙ্ক বৃদ্ধি পেলে স্ক্যানিং পথ বরাবর গতিপথের উপরিপাতন ক্ষেত্র বৃদ্ধি পায়, যা লেজার শক্তির বণ্টনকে আরও সুষম করে তোলে। তবে, সর্বোচ্চ শক্তি ঘনত্ব হ্রাস পেলে ঝালাইয়ের গভীরতা কমে যাবে।

৪.২ গলিত পুলের আচরণ স্ক্যানিং পথের প্রভাব স্পষ্ট করার জন্য, একটি হাই-স্পিড ক্যামেরা সিস্টেম ব্যবহার করে গলিত পুল এবং কীহোলের বিবর্তন প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। চিত্র (ক) একটি সরলরৈখিক পথে গলিত পুলের বিবর্তন প্রক্রিয়া দেখায়। চিত্র (খচ) হলো বিভিন্ন দোলন প্যারামিটারের অধীনে গলিত পুলের বিবর্তন ডায়াগ্রাম। দোলন কম্পাঙ্ক এবং বিস্তার বৃদ্ধির সাথে সাথে, গলিত পুলের প্রস্থ প্রসারণের কারণে এর পেছনের অংশ আরও গোলাকার হয়ে ওঠে। গলিত পুলের দৈর্ঘ্য বাড়ার সাথে সাথে, পশ্চাৎমুখী প্রসারণের সময় কীহোল উদগীরণের কারণে সৃষ্ট পৃষ্ঠের ওঠানামা হ্রাস পায়। তাই, গলিত তরল ধাতু গলিত পুলের পেছনের প্রান্তে মসৃণভাবে এবং নিয়মিতভাবে কঠিন হয়ে যায়, যা অভিন্ন এবং ঘন ওয়েল্ড ফিশ স্কেল তৈরি করে। চিত্রটি লেজার ওয়েল্ডিংয়ের সময় কীহোলের খোলা অংশের ক্ষেত্রফলের পরিবর্তন দেখায়, যা গলিত পুলের হাই-স্পিড ফটোগ্রাফি চিত্র থেকে প্রাপ্ত। চিত্র (ক)-তে যেমন দেখানো হয়েছে, সরলরৈখিক ঝালাইয়ের সময় কীহোলের খোলা অংশের আকারে সুস্পষ্ট ওঠানামা দেখা যায়। বেশ কয়েকবার কীহোল বন্ধ (০ মিমি²) হয়ে যেতে দেখা গেছে, যার গড় খোলা অংশের ক্ষেত্রফল ছিল ০.৪৭ মিমি²। দোলনের বিস্তার বৃদ্ধি করলে এই ওঠানামা কমে এবং স্থিতিশীলতা বাড়ে। এর কারণ হলো, দোদুল্যমান ঝালাইয়ে শক্তির একটি বড় অংশ উভয় দিকে বণ্টিত হয়। ফলে, কীহোলের নির্গমন পথ প্রসারিত হয় এবং দোলনের বিস্তার বেড়ে যায়, যার ফলে খোলা অংশের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায়। বিস্তারের এই বৃদ্ধি লেজার রশ্মির আলোড়ন পরিসরকে প্রসারিত করে, যার ফলে কীহোলের পর্যায়ক্রমিক গতির ব্যাসার্ধ প্রসারিত হয়। গলিত ধাতুর সান্দ্রতা এবং কীহোলের দেয়ালের কাছে ক্রিয়াশীল হাইড্রোডাইনামিক চাপের কারণে, কীহোলের খোলা অংশের কাছের ঝালাইয়ের গলিত পুলে ঘূর্ণি প্রবাহ (eddy current) সৃষ্টি হয়। কীহোলের খোলা অংশের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি এর স্থিতিশীলতা বাড়ায়, বুদবুদ তৈরি হওয়া প্রতিরোধ করে এবং এর ফলে ছিদ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়।

৪.৩ অণুসজ্জা চিত্রটিতে বিভিন্ন দোলন কম্পাঙ্ক এবং বিস্তারের অধীনে ওয়েল্ডের প্রস্থচ্ছেদের EBSD রূপবিদ্যা দেখানো হয়েছে। লেজার ওয়েল্ডের ফিউশন লাইনের কাছে, স্তম্ভাকার ডেনড্রাইট দানাগুলো ওয়েল্ডের কেন্দ্রের দিকে বৃদ্ধি পায়। চিত্র (ক)-তে যেমন দেখানো হয়েছে, “বাটি” এবং “কাণ্ড” অঞ্চলের মধ্যে স্তম্ভাকার দানার বিন্যাসে সুস্পষ্ট পার্থক্য লক্ষ্য করা যায়। স্তম্ভাকার দানাগুলো “বাটি” প্রাচীর বরাবর একটি U-আকৃতিতে বিন্যস্ত থাকে, যেখানে “কাণ্ড” অঞ্চলে স্তম্ভাকার দানাগুলো ফিউশন লাইন বরাবর একটি U-আকৃতিতে বিন্যস্ত থাকে। ওয়েল্ডের কঠিনীভবনের সময়, ফিউশন জোনের আংশিকভাবে কঠিনীভূত দানাগুলো কঠিনীভবন ফ্রন্টের জন্য নিউক্লিয়েশন সাইট হিসেবে কাজ করে এবং সর্বোচ্চ তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টের দিক বরাবর গলিত পুলের সীমানার সাথে লম্বভাবে অগ্রাধিকারমূলকভাবে বৃদ্ধি পায়। এই ঘটনাটি ঘটে কারণ লেজারের উচ্চ শক্তি ঘনত্ব ওয়েল্ডিং পুলের ভিতরে অতিরিক্ত উত্তাপ সৃষ্টি করে। উচ্চতর তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট G এবং মাঝারি বৃদ্ধির হার R, G/R-কে অণুসজ্জা রূপান্তরের থ্রেশহোল্ডের চেয়ে বেশি করে তোলে, যার ফলে স্তম্ভাকার দানার গঠন হয়। ওয়েল্ডের কেন্দ্রে তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট G হ্রাস পায়, যার ফলে G/R অনুপাত ধীরে ধীরে মাইক্রোস্ট্রাকচার রূপান্তর থ্রেশহোল্ডের নিচে নেমে আসে এবং ইকুয়াক্সড গ্রেইনে রূপান্তরিত হয়। ইকুয়াক্সড গ্রেইনগুলো "বোল" এবং "স্টেম" উভয়ের কেন্দ্রীয় অংশে অবস্থিত। যেহেতু ওয়েল্ডের "স্টেম" সরু এবং বেস মেটেরিয়ালের কাছাকাছি থাকে, তাই শীতলীকরণের সময় এটি "বোল" অঞ্চলের আগে সম্পূর্ণরূপে কঠিন হয়ে যায়। কঠিন হয়ে যাওয়া "স্টেম" অংশটি "বোল"-এর নিচের অংশে নিউক্লিয়েশন সাইট হিসেবে কাজ করে, যা কলামনার গ্রেইনের ঊর্ধ্বমুখী বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে। চিত্রে স্ট্রেট-লাইন এবং ওসিলেটিং ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া দেখানো হয়েছে। এতে দেখা যায় যে, লেজার ওসিলেটিং ওয়েল্ডিং-এ লেজার বিমের অবস্থানের ক্রমাগত পরিবর্তন মধ্যবর্তী গলিত পুলের দৈর্ঘ্য বাড়িয়ে দেয়, যা ইতিমধ্যে কঠিন হয়ে যাওয়া ধাতুকে পুনরায় গলিয়ে দেয় এবং এর ফলে গ্রেইন বৃদ্ধির হার r হ্রাস পায়। এটি নিম্ন ইকুয়াক্সড গ্রেইন অঞ্চলে G/R হ্রাসের কারণ হতে পারে।

৪.৪ ছিদ্রের বন্টন। ওয়েল্ডের একটি ব্যাপক পরিদর্শন করার জন্য ত্রিমাত্রিক এক্স-রে টমোগ্রাফি ব্যবহার করা হয়েছিল, যার ফলে ওয়েল্ডের মধ্যে ছিদ্রের ত্রিমাত্রিক বন্টন পাওয়া যায়, যা চিত্রে দেখানো হয়েছে। ছিদ্রের মোট আয়তনকে ওয়েল্ডের মোট আয়তন দ্বারা ভাগ করে ছিদ্রতা গণনা করা হয়। সরলরৈখিক লেজার অসিলেটিং ওয়েল্ড এবং বৃত্তাকার লেজার অসিলেটিং ওয়েল্ডের ছিদ্রের গঠন এবং বন্টন তুলনা করে দেখা গেছে যে, সরলরৈখিক লেজার অসিলেটিং ওয়েল্ডে বেশি পরিমাণে বড় আকারের ছিদ্র রয়েছে, যার ছিদ্রতা ২.৪৯%, যা বৃত্তাকার ওয়েল্ডের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি।লেজার দোদুল্যমান ঝালাইচিত্র (b, c) এবং (d, e) তুলনা করে দেখা যায় যে, দোলন কম্পাঙ্ক বৃদ্ধি ছিদ্র গঠনকে বাধা দিতে সাহায্য করে। চিত্র (b, d) এবং (c, e) তুলনা করে দেখা যায় যে, দোলন বিস্তার বৃদ্ধিও ছিদ্র গঠনকে বাধা দেওয়ার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যখন দোলন বিস্তার আরও বাড়িয়ে ২ মিমি করা হয় (চিত্র (f)), তখন ছিদ্রতা আরও কমে ০.২২%-এ নেমে আসে, এবং কেবল অল্প আয়তনের ও ছোট ছিদ্র অবশিষ্ট থাকে। চিত্রটি ওয়েল্ড কেন্দ্ররেখা থেকে বিভিন্ন দূরত্বে ছিদ্র এলাকার বন্টন চিত্রিত করে, যা ছিদ্র এলাকার আকারের উপর ভিত্তি করে ছিদ্রতা উপস্থাপন করে। সরলরেখা ওয়েল্ডিংয়ের ক্ষেত্রে, ছিদ্র এলাকা ওয়েল্ড কেন্দ্ররেখা বরাবর প্রতিসমভাবে বন্টিত থাকে এবং ওয়েল্ড কেন্দ্ররেখা থেকে দূরত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, কীহোল-জনিত ছিদ্রগুলো প্রধানত ওয়েল্ড কেন্দ্ররেখায় গলিত পুলের পশ্চাৎভাগের পিছনে কেন্দ্রীভূত থাকে। লেজার অসিলেটিং ওয়েল্ডিং-এর ক্ষেত্রে, ছিদ্র বন্টনের প্রতিসাম্য দুর্বল হয়ে পড়ে। চিত্রটিতে ওয়েল্ড পৃষ্ঠ থেকে বিভিন্ন দূরত্বে ছিদ্রের ক্ষেত্রফল দেখানো হয়েছে, যেখানে লাল রেখাটি "বাটি" এবং "কাণ্ড" অঞ্চলের মধ্যবর্তী সীমানা নির্দেশ করে। প্রধানত বড় ছিদ্রের ক্ষেত্রে (চিত্র (ac)), সীমানার উপরের ছিদ্রের ক্ষেত্রফল ৮৫%-এরও বেশি। এর কারণ হলো, অনুদৈর্ঘ্য সীমানায় কন্ট্যুর পরিবর্তনের ফলে ওয়েল্ড পুলে বুদবুদ আটকে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে এবং আটকে পড়া বুদবুদগুলো প্লবতার প্রভাবে উপরের দিকে উঠে আসে। প্রধানত ছোট ছিদ্রের ক্ষেত্রে (চিত্র (df)), ছিদ্রগুলো সীমানা রেখার ০.৫ মিমি নীচের অংশে কেন্দ্রীভূত থাকে। স্বল্প শীতলীকরণ সময় এবং সামান্য ঊর্ধ্বমুখী সরণ এই ঘটনার কারণ হতে পারে।

৫টি উপসংহার

(1) বিভিন্ন লেজার দোলন মোডের ঝালাই পৃষ্ঠের উপর সুস্পষ্ট প্রভাব রয়েছে। উচ্চ বিস্তার এবং কম্পাঙ্ক পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে পারে, যখন অত্যধিক বড় দোলন পরামিতি রুক্ষতা বাড়াতে পারে এবং অবতল ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে।

(2) ঝালাইয়ের আকৃতি মূলত লেজার দোলন পরামিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা ঝালাইয়ের গতি, শক্তি বিতরণ এবং মোট তাপ সরবরাহকে প্রভাবিত করে। দোলনের বিস্তার বৃদ্ধির সাথে সাথে, ঝালাইয়ের আকৃতি "পাত্র" থেকে "অর্ধচন্দ্র" আকৃতিতে পরিবর্তিত হয় এবং আকৃতির অনুপাত হ্রাস পায়।

(3) দোলনের বিস্তার এবং কম্পাঙ্ক বৃদ্ধির সাথে সাথে, গলিত পুল প্রশস্ত হয় এবং পিছনের অংশ গোলাকার হয়ে যায়। দোলন প্রভাব গলিত পুলের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি করে, যা বুদবুদ নির্গমন এবং অভিন্ন কঠিনীভবনের জন্য সহায়ক। সরলরেখা ঝালাইয়ের সময়, কীহোল খোলার ক্ষেত্রফল ওঠানামা করে; তুলনামূলকভাবে, এই ওঠানামা হ্রাস করা যেতে পারে, যা ঝালাইয়ের স্থিতিশীলতা উন্নত করে।

(4) দোলনের বিস্তার এবং কম্পাঙ্ক বৃদ্ধি করলে তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট এবং বৃদ্ধির হার উভয়ই হ্রাস পায়, যা বড় দানার আকার গঠনের জন্য উপকারী। যাইহোক, লেজার আলোড়ন প্রভাব দানার আকার সূক্ষ্ম করতে এবং টেক্সচার শক্তি উন্নত করতে সহায়ক। বিভিন্ন লেজার প্যারামিটারের অধীনে, ঝালাইয়ের কঠোরতা তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকে, যা মূল উপাদানের চেয়ে সামান্য কম, যা ম্যাগনেসিয়ামের বাষ্পীভবন ক্ষতির কারণে হতে পারে।

(5) ত্রিমাত্রিক এক্স-রে টমোগ্রাফি দেখায় যে সোজা-রেখার ওয়েল্ডিংয়ে দোদুল্যমান ওয়েল্ডিংয়ের তুলনায় উচ্চতর ছিদ্রতা (2.49%) এবং বৃহত্তর ছিদ্র আয়তন রয়েছে। দোলন পরামিতি বৃদ্ধি করলে ছিদ্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেতে পারে, এমনকি বিস্তার 2 মিমি হলে 0.22% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। দোলনের সাথে ছিদ্র এলাকার বন্টন পরিবর্তিত হয়: বড় ছিদ্রগুলি গলিত পুলের পিছনে একত্রিত হয় এবং ছোট ছিদ্রগুলির আরও ভাল প্রতিসাম্য থাকে। বড় ছিদ্রগুলি প্রধানত "বাটি" এবং "কাণ্ড" অঞ্চলের সীমানার উপরে বিতরণ করা হয়, যখন ছোট ছিদ্রগুলি সীমানার নীচে কেন্দ্রীভূত হয়।