ইস্পাত অ্যালুমিনিয়াম লেজারের ঢালাই করা ল্যাপ জয়েন্টগুলিতে আন্তঃধাতু যৌগগুলির গঠন এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর একটি শক্তি সামঞ্জস্যযোগ্য কণাকার স্পট লেজারের প্রভাব

ইস্পাতকে অ্যালুমিনিয়ামের সাথে সংযোগ করার সময়, সংযোগ প্রক্রিয়া চলাকালীন Fe এবং Al পরমাণুর মধ্যে বিক্রিয়া ভঙ্গুর আন্তঃধাতু যৌগ (IMCs) গঠন করে। এই আইএমসিগুলির উপস্থিতি সংযোগের যান্ত্রিক শক্তিকে সীমাবদ্ধ করে, তাই এই যৌগগুলির পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। IMCs গঠনের কারণ হল যে Al-এ Fe-এর দ্রবণীয়তা কম। যদি এটি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ অতিক্রম করে, তবে এটি জোড়ের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করতে পারে। আইএমসি-র অনন্য বৈশিষ্ট্য যেমন কঠোরতা, সীমিত নমনীয়তা এবং দৃঢ়তা এবং রূপগত বৈশিষ্ট্য রয়েছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে অন্যান্য IMC-এর তুলনায়, Fe2Al5 IMC স্তরটি ব্যাপকভাবে সবচেয়ে ভঙ্গুর বলে বিবেচিত হয় (11.8± 1.8 GPa) IMC ফেজ, এবং ঢালাই ব্যর্থতার কারণে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য হ্রাসের প্রধান কারণও। এই কাগজটি একটি সামঞ্জস্যযোগ্য রিং মোড লেজার ব্যবহার করে IF স্টিল এবং 1050 অ্যালুমিনিয়ামের দূরবর্তী লেজার ঢালাই প্রক্রিয়া তদন্ত করে এবং আন্তঃধাতু যৌগ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির গঠনের উপর লেজার রশ্মির আকৃতির প্রভাব গভীরভাবে তদন্ত করে। কোর/রিং পাওয়ার রেশিও সামঞ্জস্য করে, এটি পাওয়া গেছে যে কন্ডাকশন মোডের অধীনে, 0.2 এর একটি কোর/রিং পাওয়ার অনুপাত ভাল ওয়েল্ড ইন্টারফেস বন্ধন পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল অর্জন করতে পারে এবং উল্লেখযোগ্যভাবে Fe2Al5 IMC এর পুরুত্ব হ্রাস করতে পারে, যার ফলে জয়েন্টের শিয়ার শক্তি উন্নত হয়। .

এই নিবন্ধটি IF স্টিল এবং 1050 অ্যালুমিনিয়ামের দূরবর্তী লেজার ঢালাইয়ের সময় ইন্টারমেটালিক যৌগ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির গঠনের উপর সামঞ্জস্যযোগ্য রিং মোড লেজারের প্রভাবের পরিচয় দেয়। গবেষণার ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে পরিবাহী মোডের অধীনে, 0.2 এর একটি কোর/রিং পাওয়ার অনুপাত একটি বৃহত্তর ওয়েল্ড ইন্টারফেস বন্ধন পৃষ্ঠের এলাকা প্রদান করে, যা সর্বাধিক 97.6 N/mm2 (যৌথ দক্ষতা 71%) এর শিয়ার শক্তি দ্বারা প্রতিফলিত হয়। উপরন্তু, 1-এর বেশি শক্তি অনুপাত সহ গাউসিয়ান বিমের তুলনায়, এটি উল্লেখযোগ্যভাবে Fe2Al5 ইন্টারমেটালিক যৌগ (IMC) এর পুরুত্ব 62% এবং মোট IMC পুরুত্ব 40% কমিয়ে দেয়। ছিদ্র মোডে, পরিবাহী মোডের তুলনায় ফাটল এবং নিম্ন শিয়ার শক্তি পরিলক্ষিত হয়েছে। এটা লক্ষণীয় যে কোর/রিং পাওয়ার অনুপাত 0.5 হলে ওয়েল্ড সিমে উল্লেখযোগ্য শস্য পরিশোধন পরিলক্ষিত হয়।

যখন r=0, শুধুমাত্র লুপ শক্তি উৎপন্ন হয়, যখন r=1, শুধুমাত্র মূল শক্তি উৎপন্ন হয়।

গাউসিয়ান রশ্মি এবং কণাকার রশ্মির মধ্যে শক্তি অনুপাত r এর পরিকল্পিত চিত্র

(ক) ওয়েল্ডিং ডিভাইস; (b) ওয়েল্ড প্রোফাইলের গভীরতা এবং প্রস্থ; (c) নমুনা এবং ফিক্সচার সেটিংস প্রদর্শনের পরিকল্পিত চিত্র

MC পরীক্ষা: শুধুমাত্র গাউসিয়ান রশ্মির ক্ষেত্রে, ওয়েল্ড সীম প্রাথমিকভাবে অগভীর পরিবাহী মোডে থাকে (আইডি 1 এবং 2), এবং তারপরে আংশিকভাবে অনুপ্রবেশকারী লকহোল মোডে (আইডি 3-5) স্থানান্তরিত হয়, যেখানে স্পষ্ট ফাটল দেখা যায়। যখন রিং শক্তি 0 থেকে 1000 ওয়াট পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন আইডি 7 এ কোন সুস্পষ্ট ফাটল দেখা যায়নি এবং লোহার সমৃদ্ধকরণের গভীরতা তুলনামূলকভাবে কম ছিল। যখন রিং পাওয়ার 2000 এবং 2500 W (IDs 9 এবং 10) এ বৃদ্ধি পায়, তখন সমৃদ্ধ আয়রন জোনের গভীরতা বৃদ্ধি পায়। 2500w রিং পাওয়ারে অতিরিক্ত ক্র্যাকিং (আইডি 10)।

MR পরীক্ষা: যখন মূল শক্তি 500 এবং 1000 W (ID 11 এবং 12) এর মধ্যে থাকে, তখন ওয়েল্ড সীমটি পরিবাহী মোডে থাকে; আইডি 12 এবং আইডি 7 তুলনা করে, যদিও মোট শক্তি (6000w) একই, আইডি 7 একটি লক হোল মোড প্রয়োগ করে। এটি প্রভাবশালী লুপ বৈশিষ্ট্যের (r=0.2) কারণে ID 12-এ পাওয়ার ঘনত্বের উল্লেখযোগ্য হ্রাসের কারণে। যখন মোট শক্তি 7500 W (ID 15) এ পৌঁছায়, তখন সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ মোড অর্জন করা যেতে পারে এবং ID 7 এ ব্যবহৃত 6000 W এর তুলনায়, সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ মোডের শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়।

IC পরীক্ষা: কন্ডাক্টেড মোড (আইডি 16 এবং 17) 1500w কোর পাওয়ার এবং 3000w এবং 3500w রিং পাওয়ারে অর্জন করা হয়েছিল। যখন মূল শক্তি 3000w হয় এবং রিং শক্তি 1500w এবং 2500w (ID 19-20) এর মধ্যে হয়, তখন সমৃদ্ধ লোহা এবং সমৃদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের মধ্যে ইন্টারফেসে স্পষ্ট ফাটল দেখা দেয়, যা একটি স্থানীয় অনুপ্রবেশকারী ছোট গর্তের প্যাটার্ন তৈরি করে। যখন রিং পাওয়ার 3000 এবং 3500w (ID 21 এবং 22), সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ কীহোল মোড অর্জন করুন।

একটি অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের অধীনে প্রতিটি ঢালাই সনাক্তকরণের প্রতিনিধি ক্রস-বিভাগীয় চিত্র

চিত্র 4. (ক) ওয়েল্ডিং পরীক্ষায় চূড়ান্ত প্রসার্য শক্তি (UTS) এবং শক্তি অনুপাতের মধ্যে সম্পর্ক; (b) সমস্ত ওয়েল্ডিং পরীক্ষার মোট শক্তি

চিত্র 5. (ক) আকৃতির অনুপাত এবং UTS-এর মধ্যে সম্পর্ক; (খ) এক্সটেনশন এবং পেনিট্রেশন ডেপথ এবং ইউটিএসের মধ্যে সম্পর্ক; (c) সমস্ত ঢালাই পরীক্ষার জন্য পাওয়ার ঘনত্ব

চিত্র 6. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) প্রতিনিধি কন্ডাকশন মোড ওয়েল্ডিংয়ের জন্য সংশ্লিষ্ট SEM-EDS রাসায়নিক স্পেকট্রা; (g) ইস্পাত এবং অ্যালুমিনিয়ামের মধ্যে ইন্টারফেসের পরিকল্পিত চিত্র; (h) Fe2Al5 এবং পরিবাহী মোড ওয়েল্ডের মোট IMC বেধ

চিত্র 7. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) প্রতিনিধি স্থানীয় অনুপ্রবেশ ছিদ্র মোড ঢালাইয়ের জন্য সংশ্লিষ্ট SEM-EDS রাসায়নিক বর্ণালী

চিত্র 8. (ac) Vickers microhardness indentation contour map; (df) প্রতিনিধি সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ ছিদ্র মোড ঢালাইয়ের জন্য সংশ্লিষ্ট SEM-EDS রাসায়নিক বর্ণালী

চিত্র 9. ইবিএসডি প্লট পূর্ণ অনুপ্রবেশ ছিদ্র মোড পরীক্ষায় লোহা সমৃদ্ধ অঞ্চলের (উপরের প্লেট) শস্যের আকার দেখায় এবং শস্যের আকার বিতরণের পরিমাণ নির্ধারণ করে

চিত্র 10. সমৃদ্ধ লোহা এবং সমৃদ্ধ অ্যালুমিনিয়ামের মধ্যে ইন্টারফেসের SEM-EDS স্পেকট্রা

এই গবেষণাটি IF স্টিল-1050 অ্যালুমিনিয়াম খাদ ভিন্ন ল্যাপ ওয়েল্ডেড জয়েন্টগুলিতে IMC এর গঠন, মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর এআরএম লেজারের প্রভাবগুলি তদন্ত করেছে। গবেষণায় তিনটি ঢালাই মোড (পরিবাহী মোড, স্থানীয় অনুপ্রবেশ মোড, এবং সম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ মোড) এবং তিনটি নির্বাচিত লেজার রশ্মির আকার (গাউসিয়ান রশ্মি, বানাকার রশ্মি, এবং গাউসিয়ান অ্যানুলার বিম) বিবেচনা করা হয়েছে। গবেষণার ফলাফলগুলি ইঙ্গিত করে যে গাউসিয়ান রশ্মি এবং অ্যানুলার বিমের উপযুক্ত শক্তি অনুপাত নির্বাচন করা অভ্যন্তরীণ মোডাল কার্বনের গঠন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার নিয়ন্ত্রণ করার জন্য একটি মূল পরামিতি, যার ফলে ওয়েল্ডের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি সর্বাধিক হয়। পরিবাহী মোডে, 0.2 এর শক্তি অনুপাত সহ একটি বৃত্তাকার মরীচি সর্বোত্তম ঢালাই শক্তি (71% যৌথ দক্ষতা) প্রদান করে। ছিদ্র মোডে, গাউসিয়ান রশ্মি ঢালাইয়ের গভীরতা এবং উচ্চতর আকৃতির অনুপাত তৈরি করে, কিন্তু ঢালাইয়ের তীব্রতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। 0.5 এর শক্তি অনুপাত সহ বৃত্তাকার মরীচিটি ওয়েল্ড সীমে ইস্পাত পার্শ্ব শস্যের পরিশোধনের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। এটি অ্যানুলার বিমের নিম্ন তাপমাত্রার কারণে হয় যা দ্রুত শীতল হওয়ার হারের দিকে পরিচালিত করে এবং শস্য কাঠামোতে ওয়েল্ড সিমের উপরের অংশের দিকে আল দ্রবণীয় স্থানান্তরের বৃদ্ধি সীমাবদ্ধতার প্রভাব। ভিকারস মাইক্রোহার্ডনেস এবং থার্মো ক্যালকের ফেজ ভলিউম শতাংশের ভবিষ্যদ্বাণীর মধ্যে একটি শক্তিশালী সম্পর্ক রয়েছে। Fe4Al13 এর ভলিউম শতাংশ যত বেশি, মাইক্রোহার্ডনেস তত বেশি।