Mar ábhar miotail innealtóireachta a d'ardaigh go tapa le blianta beaga anuas, tá cóimhiotal alúmanaim in úsáid go forleathan in aeraspáis, gluaisteán, longa agus réimsí eile mar gheall ar a dhlús íseal, ard-neart sonrach agus stiffness sonrach, agus friotaíocht maith creimeadh. .
Mar sin féin, cuireann sraith fadhbanna cosúil le droch-weldability agus droch-fheidhmíocht na ciseal foirmithe sa táthú srian ar fhorbairt páirteanna struchtúracha cóimhiotal alúmanaim. Dá bhrí sin, tá teicneolaíocht táthú cóimhiotal alúmanaim anois ar cheann de na príomh-threoracha taighde atá ag go leor scoláirí sa bhaile agus thar lear.
Forbhreathnú ar fheidhmíocht cóimhiotal alúmanaim
Is ábhar miotail an-éadrom é alúmanam gan dlús ach 2.7g/cm3, atá thart ar 36 faoin gcéad den dlús cruach. Úsáidtear cóimhiotal alúmanaim chun páirteanna meicniúla a mhonarú, a fhéadfaidh meáchan a laghdú go suntasach agus éifeachtaí meáchan éadrom, coigilt fuinnimh agus laghdú astaíochtaí a bhaint amach.
Tá neart sonrach agus stiffness sonrach cóimhiotal alúmanaim níos airde ná 45 cruach agus plaisteach ABS. Tá úsáid na n-ábhar cóimhiotal alúmanaim a chabhródh le déantúsaíocht comhpháirteanna lárnacha le riachtanais ard-rigidity.
Tá seoltacht teirmeach den scoth, seoltacht leictreach agus friotaíocht creimeadh ag cóimhiotal alúmanaim. Taispeántar paraiméadair feidhmíochta cóimhiotal alúmanaim A380 agus ábhair eile i dTábla 1.
Tá machinability agus athchúrsáil maith ag cóimhiotal alúmanaim. Má ghlactar leis gurb é 1 comhéifeacht friotaíochta gearrtha an chóimhiotail mhaignéisiam is éasca a ghearradh, taispeántar friotaíocht gearrtha miotail eile i dTábla 2. Is féidir a fheiceáil go bhfuil friotaíocht gearrtha cóimhiotal alúmanaim níos lú ná sin de chopar, iarann agus ábhair eile, agus tá an próiseas gearrtha sách éasca.
Saintréithe táthú cóimhiotal alúmanaim
Le tionchar ag airíonna fisiceacha agus ceimiceacha cóimhiotal alúmanaim, tá deacrachtaí áirithe sa phróiseas táthú. Tá na fadhbanna seo a leanas go príomha ag an táthú cóimhiotal alúmanaim atá ann faoi láthair: strus teirmeach, galú ablation, cuimsiú soladach, titim pore, etc.:
Strus Teirmeach
Tá comhéifeacht leathnú teirmeach níos airde ag cóimhiotail alúmanaim agus modulus níos lú de leaisteachas. Le linn an phróisis táthú, mar gheall ar dhífhoirmiú mór agus comhéifeacht leathnú líneach mór an chóimhiotail alúmanaim, tá an ráta crapadh toirte le linn an tsoladú thart ar 6 faoin gcéad, agus tá an ráta fuaraithe agus an ráta criostalaithe bunscoile den linn leáite go tapa, agus mar thoradh air sin tá an ráta crapadh. strus inmheánach an táthú agus dochtacht an chomhpháirteach táthaithe. Níos mó, tá sé éasca a bheith ina chúis le strus inmheánach níos mó sa chomhpháirteach cóimhiotal alúmanaim, is cúis le strus táthú níos mó agus dífhoirmiúchán, lochtanna a fhoirmiú mar scoilteanna agus dífhoirmiúchán tonnta.
Galú ablation
Tá leáphointe 660 céim ag alúmanam agus fiuchphointe 2647 céim, atá níos ísle ná eilimintí miotail eile cosúil le copar agus iarann. Le linn an phróisis táthú, má tá an teocht táthú ró-ard, tá sé éasca a bheith ina chúis le pléascadh agus foirm spatter, go háirithe i dtáthú beam ard-fhuinnimh, mar a thaispeántar i bhFíor 1. Ina theannta sin, tá cuid de na heilimintí cóimhiotail a chuirtear leis an cóimhiotal alúmanaim. Tá fiuchphointe íseal acu, atá an-éasca a ghalú agus a dhó ag an teocht ard mheandarach táthú, agus beidh an splancscáileán ginte ag an pléascadh a bhaint freisin ar shiúl cuid de na braoiníní leachtacha, rud a athraíonn dosheachanta an limistéar táthú. Ní chabhródh an comhdhéanamh ceimiceach le rialáil feidhmíochta an chomhpháirteach táthaithe. Dá bhrí sin, chun cúiteamh a dhéanamh ar ablation teocht ard, is minic a úsáidtear sreang táthú nó ábhair táthú eile le hábhar eilimint fiuchphointe níos airde ná an bonn-mhiotal le linn táthú.
cuimsiú soladach
Tá airíonna ceimiceacha alúmanam an-ghníomhach agus ocsaídítear go héasca. Le linn an phróisis táthú, déantar dromchla an chóimhiotail alúmanaim a ocsaídiú chun Al2O3 a fhoirmiú le pointe leá ard (thart ar 2050 céim C, agus is é 660 céim C an pointe leá alúmanaim, atá an-difriúil). Tá na ocsaídí dlúth agus tá cruas ard acu, agus déantar iad a mheascadh sa leacht cóimhiotail leáite le dlús íseal sa limistéar linn leáite, atá éasca le slaig soladach fíneáil a fhoirmiú agus atá deacair a urscaoileadh, rud a chuireann isteach ní hamháin ar struchtúr an táthú, ach freisin táirgeann creimeadh leictriceimiceach go héasca, rud a fhágann go laghdóidh airíonna meicniúla na n-alt táthaithe, agus clúdaíonn Al2O3 an linn snámha leáite agus an groove, rud a chuireann isteach go mór ar tháthú cóimhiotail agus a laghdaíonn microstructure agus airíonna na n-alt táthaithe.
Titim stomata
Tá pointe leá cóimhiotal alúmanaim i bhfad níos ísle ná mar a ocsaíd, agus tá a nádúr bríomhar agus éasca le ocsaídiú. Le linn an phróisis táthú, foirmíonn an cóimhiotal alúmanaim linn leáite mar gheall ar leá teocht ard. Déantar an t-alúmanam ar dhromchla an linne leáite a ocsaídiú chun scannán ocsaíd a dhéanamh, a chlúdaíonn an linn leáite i stát soladach. Ós rud é nach bhfuil dath an scannáin ocsaíd tar éis leá i bhfad níos difriúil ó chóimhiotal alúmanaim leáite, agus mar gheall ar chlúdach an scannáin ocsaíd, tá sé deacair méid leá an linn snámha leáite cóimhiotal alúmanaim a urramú le linn an phróisis táthú. , mar sin tá sé éasca a chur faoi deara go bhfuil an teocht ró-ard, is cúis le tionchar teasa táthúcháin Tá an chuid is mó den limistéar ag titim, ag scriosadh cruth agus airíonna an mhiotail weld.
Faoi ghníomhaíocht ardchumhachta mheandarach na foinse teasa táthúcháin, déantar cuid mhór de ghás hidrigine a thuaslagadh sa leacht cóimhiotail. Tar éis an táthú a bheith críochnaithe, de réir mar a laghdaíonn teocht an linn leáite, laghdaítear tuaslagthacht an gháis de réir a chéile freisin, rud a thagann chun bheith ina phríomhchúis le pores sa phróiseas táthú. chúis. Toisc go bhfuil luas soladaithe an chóimhiotail alúmanaim ró-tapa agus go bhfuil an dlús íseal, cruthaítear pores hidrigine de mhéideanna éagsúla le linn an táthú a sholadú go tapa. Leanfaidh na pores seo de bheith ag carnadh agus ag leathnú le linn an phróisis táthúcháin, ag foirmiú pores móra infheicthe ar deireadh agus ag laghdú airíonna struchtúracha an chomhpháirteach. Ar ndóigh, ní gá na pores a fhoirmiú le linn an phróisis táthú. Mar gheall ar thionchar na teicneolaíochta próiseas réitigh, déanfaidh an bonn-mhiotal féin pores a tháirgeadh freisin le linn an phróisis réitigh. Le linn an táthú, tá an t-ionchur teasa agus an brú inmheánach ag athrú i gcónaí, rud a fhágann go leathnóidh na pores bunaidh sa mhiotal bonn nó go dtiocfaidh siad le chéile chun pores weld a fhoirmiú. De réir mar a mhéadaíonn an t-ionchur teasa táthúcháin, méadóidh na pores freisin. Dá bhrí sin, chun an fhoinse hidrigine a rialú, is gá an t-ábhar táthú a thriomú go docht roimh úsáid. Le linn an táthú, déantar an sruth a mhéadú go cuí chun fad a chur le ham a bheith sa linn leáite agus dóthain ama a thabhairt don hidrigin deascadh, rud a rialaíonn foirmiú pores.
pictiúr
Fíor.2 Stomata a fhoirmiú agus a chóineasú
Aicmiú teicneolaíocht táthú cóimhiotal alúmanaim
Le leathnú raon iarratais cóimhiotail alúmanaim, leagtar béim ar fhadhbanna níos mó agus níos mó. Le dul chun cinn an taighde, tá an teicneolaíocht táthú cóimhiotal alúmanaim forbartha go mór. Faoi láthair, tá táthú stua argón tungstain (TIG), táthú gáis támh leáite (MIG), táthú léasair (LBW), táthú stir cuimilte (FSW) ag fanacht.
Táthú stua tungstain gáis
Is gnáth-tháthú sciath gáis táimhe é Tungstain Táthú Gáis Támh (TIG) agus is é an modh táthú is coitianta a úsáidtear. Nuair a bhíonn an táthú, úsáidtear an leictreoid tungstain agus an dromchla táthú mar leictreoidí, agus cuirtear gás héiliam nó argón ar aghaidh idir an dá leictreoid mar ghás cosanta chun an stua a chosaint, agus déantar an sreang agus an bonn-mhiotal a leá trí urscaoileadh ardvoltais mheandarach, agus tá na codanna cóimhiotal alúmanaim táthaithe agus déanta, agus Táthú agus deisiú lochtanna réitigh.
Tá na tréithe teicniúla seo a leanas go príomha aige:
Éasca le feidhmiú, solúbtha agus inrialaithe, inoiriúnaithe do dhálaí oibre agus timpeallachtaí éagsúla, agus íseal i gcostas;
Tá an crios a bhfuil tionchar ag teas caol, agus tá dífhoirmiú an chomhpháirteach táthaithe beag faoi choinníoll go leor beathú sreinge, agus tá feidhmíocht chuimsitheach an chomhpháirteach ard;
Tá feidhmíocht an phróisis táthúcháin maith agus cobhsaí, agus tá an seam táthú dlúth agus álainn.
Táthú MIG
Tá MIG (Táthú Stua Miotail GMA-Gáis) agus TIG araon mar tháthú sciath gáis támh. Is é an difríocht ná go n-úsáideann táthú TIG leictreoidí tungstain mar leictreoidí seasta, agus úsáideann táthú MIG an t-ábhar sreang líonta féin mar leictreoidí.
Sa phróiseas táthú cóimhiotal alúmanaim sciath gáis táimhe miotail, gníomhaíonn an voltas agus an sruth ar dheireadh leictreoid na sreinge táthúcháin, agus gintear brú ard meandarach idir an leictreoid agus an bonn-mhiotal, a leá an bonn-mhiotal agus an. groove, agus titeann an droplet ag deireadh na sreinge amach agus aistrithe go hingearach go dtí an bonn-mhiotal. Ar linn leáite an ábhair, cruthaítear crios táthú.
Mar sin féin, tá an próiseas iarratais ar tháthú cóimhiotal alúmanaim MIG sách teoranta, toisc go bhfuil droch-iniompartha sreang mar thoradh ar bhog na sreinge alúmanaim, agus tá an t-alúmanam leáite seans maith go gcruthóidh sé feiniméan "crochta ach ní sileadh" le linn táthú, atá éasca. a chur faoi deara braoiníní splancscáileán. Is é an leas a bhaint as go bhfuil táthú MIG níos tapúla ná táthú TIG, agus tá an raon gluaiseachta táthú beag nuair atáthar ag táthú píosaí oibre móra. Trí luas beathaithe na sreinge a choigeartú, is féidir leis an éifeachtacht táthú teacht ar roinnt méadar in aghaidh an nóiméid.
táthú léasair
Úsáideann táthú bhíoma léasair (Táthú Bhíoma Laser LBW) bíoga léasair ardfhuinnimh chun an t-ábhar a théamh go háitiúil i limistéar beag. Scaipeann fuinneamh na radaíochta léasair go dtí an taobh istigh den ábhar trí sheoladh teasa, agus déantar an t-ábhar a leá chun linn snámha leáite ar leith a dhéanamh. Tar éis solidification, tá an t-ábhar ceangailte i One.
Is é an leas a bhaint as táthú léasair ná go bhfuil an pointe gníomhaíochta táthú beag, tá an fhoinse teasa ard-chumhachta comhchruinnithe, tá sé in ann plátaí tiubh a tháthú, tá an crios a bhfuil tionchar ag teas caol, agus tá an dífhoirmiúchán táthú beag. Ach ag an am céanna, tá ceanglais arda ag táthú léasair maidir le suíomh táthú, trealamh táthú costasach, agus costais táthú ard. Maidir le hábhair miotail mar alúmanam agus maignéisiam, tá an frithchaiteacht léasair ard, agus tá sé deacair táthú díreach.
Léiríonn ábhair ionradaithe le léasair le dlús cumhachta éagsúla, nuair a shroicheann an dlús cumhachta ar an bpíosa oibre níos mó ná 107W/cm2, déanfar an miotail sa chrios téimh a ghású i dtréimhse ama an-ghearr, agus comhchruinneoidh an gás isteach i bpoll beag sa linn snámha leáite agus foirm a Is é an poll beag an t-ionad le haghaidh aistriú teasa, agus cruthaítear linn leáite in aice leis an bpoll beag, arb é an éifeacht "eochair" a bhaineann le táthú treá domhain léasair. D'fhonn míchothromas an linn leáite de bharr an fheiniméan seo a sheachaint, is féidir an fuinneamh léasair a laghdú, an luas táthú a mhéadú nó rialú a dhéanamh ar remelting an limistéir nugget chun na boilgeoga a bhaint sa chrios comhleá agus giniúint pores a laghdú. .
táthú stir cuimilte
Is cineál nua de theicneolaíocht nasc céim soladach é táthú corraigh cuimilte (Friction stir Welding, FSW) atá bunaithe ar theicneolaíocht táthú frithchuimilte traidisiúnta. Ag an gcomhéadan atá le táthaithe, nuair a théann an ceann corraithe ar aghaidh ar feadh an seam táthaithe, ardaíonn teocht an ábhair táthú, agus déantar dífhoirmiúchán plaisteach láidir ar an miotal plaisteachaithe faoi ghníomhaíocht corraigh agus suaiteachta meicniúil, agus cruthaíonn sé nasc dlúth soladach-chéim. tar éis idirleathadh agus athchriostalú.
I gcomparáid le modhanna táthú traidisiúnta, tá na buntáistí seo a leanas ag teicneolaíocht FSW:
Teocht táthú íseal agus dífhoirmiúchán táthú beag;
Airíonna meicniúla maith an táthú;
Tá an próiseas táthú simplí, eacnamaíoch agus neamhdhíobhálach don chomhshaol.
Na príomhfhadhbanna agus fócas taighde
Le cur i bhfeidhm cóimhiotail alúmanaim i dtionscail níos mó agus níos mó, tá fadhb a nasc deisiúcháin tar éis aird níos mó agus níos mó scoláirí a mhealladh freisin. Trí thástálacha táthú éagsúla ar chóimhiotail alúmanaim, fuarthas amach nach bhfuil aibíocht na teicneolaíochta deisiúcháin tar éis freastal ar riachtanais forbartha an tionscail go fóill, agus tá fadhbanna éagsúla ann fós.
Is é táthú stua tungstain gáis agus táthú miotail támh-gháis an dá mhodh táthú is mó a úsáidtear faoi láthair, ach tá crios leathan teasa ag an dá theicneolaíocht seo, agus ní mór an miotail táthú a leá agus ansin soladach a dhéanamh, a bhfuil tionchar aige. an struchtúr. Níos mó, agus tá an strus iarmharach ard, rud a fhágann go mbíonn tionchar tromchúiseach aige ar airíonna meicniúla an chomhpháirteacha. Tá dlús beam fuinnimh táthú léasair ard, agus tá an cóimheas doimhneacht-go-leithead an táthú mór, ach tá sé an-éasca pores a fhoirmiú, agus cuireann a chostas costasach teorainn le tóiriú na n-iarratas freisin. Soláthraíonn táthú stir frithchuimilte réiteach ar fhadhb an teasa, ach tá brú suaiteachta réasúnta mór agus fórsa tiomána chun cinn ag teastáil le haghaidh táthú corraigh cuimilte, agus tá an trealamh casta agus toirtiúil go ginearálta, rud a chuireann srian lena fhorbairt.
Ba cheart go ndíreofaí taighde sa todhchaí ar ábhair ghaolmhara ar na gnéithe seo a leanas:
Ag tosú ó bhunús an táthú comhleá, coigeartaigh an fhoirmle sreang táthú, cuir eilimintí cré annamh nó roghnaigh méid oiriúnach de ghníomhaí táthú chun an dífhoirmiúchán táthú a rialú, strus a laghdú, agus foirmiú pores a laghdú.
Mar gheall ar raon feidhme agus cur i bhfeidhm na gcóimhiotail a leathnú, úsáidtear iad de ghnáth i gcomhar le hábhair neamhchosúla, agus mar sin tá sé riachtanach turgnaimh táthú lap a dhéanamh idir miotail neamhchosúla chun hailt ardteochta a fháil.
Déan taighde ar tháthú foinsí teasa ilchodacha, mar tháthú hibrideach léasair TIG, táthú stir frithchuimilte ilchodach léasair, chun an fheidhmíocht táthú is fearr a fháil.
