چکیده
فولاد و آلومینیوم هر دو نقش اساسی در ساختار چند مادهای در حوزهی طراحی سبک وزن دارند. اگرچه، به علت ویژگی های فیزیکی متفاوت آنها و تشکیل فازهای بین فلزی، اتصال متالورژیک حرارتی آنها با مشکل روبرو میشود. این مقاله به توصیف تحقیقات صورت گرفته بر اتصال لیزری آلومینیوم و فولاد دارای پوشش آلومینیوم میپردازد. آزمایشهای بیشتر با استفاده از افزودنی هایی انجام شد که به عنوان سدهای نفوذ عمل میکنند. نتایجحاصل حاکی از این هستند که پوشش آلومینیوم برای اتصال مفید است. با استفاده از کربن و تنگستن در نوک ورقهی فولاد میتوان رشد فازهای بین فلزی را کاهش داد.
2. رویهی آزمایشگاهی
آزمایشهای ارائه شده در این مقاله در ارزیابی تاثیر یک پوشش آلومینیومی روی ورقه های فولاد و همچنین سدهای بالقوه نفوذ بر روی فرآیند اتصال دهی فولاد و آلومینیوم با لیزر نقش دارند. تنظیمات آزمایش در شکل 1 نشان داده شده است. یک لیزر ROFIN 2.5 kW CO2 به عنوان منبع لیزر با قطر کانونی mm 4/0 مورد استفاده قرار گرفت. به منظور اطمینان از ذوب کافی دورتر از مادهی پرکننده، مکان کانونی در mm 5 بالاتر از سطح ورقه تنظیم شد که منجر به قطر نقطهی mm 68/0 روی سطح ورقه شد. به منظور اجتناب از ذوب ورقهی فولاد، در جهت تشکیل فازهای ترد بین فلزی، باریکهی لیزر مستقیما در لبهی مادهی آلومینیوم جای گیری شد. زاویهی بین ورقههای فلزی و منبع مادهی پرکننده در° 20 و با فاصلهی اولیهیmm 1 تنظیم شد. سمت بالایی درز جوش به وسیلهی آرگون به عنوان گاز محافظ با نرخ جریان گاز l/min 10 پوشانده شد.
به منظور بررسی پارامترهای مختلف فرآیند بر ویژگی های مکانیکی اتصال و همچنین بر شکل گیری فازهای بین فلزی، توان/شدت لیزر و نرخ تغذیه مطابق جدول 1 تغییر داده شدند. به جهت دستیابی به اثرات پارامترهای فرآیند و برهمکنش آنها، برنامهی آزمایش به وسیلهی طراحی آزمایش ها (DoE) آماده شدند.
تمام مواد مورد استفاده آلیاژهای فولاد و آلومینیوم مرتبط با کاربرد میباشند. به منظور بررسی تاثیر پوشش های مختلف بر سه مادهی پایه مختلف، مواد فهرست شده در جدول 2 مورد استفاده قرار گرفتند. بررسی متالوگرافی DC 03 با پوشش آلومینیوم هیچ فاز بین فلزی قابل شناسایی را نشان نداد. از AlSi 12 به عنوان مادهی پرکننده سیم با قطرmm 1 استفاده شدند و با نرخ تغذیه ثابتmm/min 3 تامین شدند.
