การศึกษาเกี่ยวกับการปั่นเลเซอร์ของ 304 ใบเหล็กไร้ขัด

รถไฟฟ้าไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในเส้นทางทางทางเทคนิคหลักสําหรับการพัฒนารถพลังงานใหม่ในจีนข้อดีของพวกเขา เช่น ความทนทานสูง เสียงต่ํา และการปล่อยไฟฟ้าไม่ออกการนําทางในการพัฒนารถพลังงานใหม่เซลล์เชื้อเพลิงเป็นแหล่งพลังงานหลักของรถพลังงานไฮโดรเจนและเป็นปัจจัยสําคัญที่ส่งผลต่อผลงานของรถยนต์โทรศัพท์มือถือเหล็กไร้ขัดเหมาะสําหรับการผลิตขนาดใหญ่ของแผ่นสองขั้วของเซลล์เชื้อเพลิง เนื่องจากการตราผลประกอบการการนําไฟฟ้าสูง ราคาถูก วิธีการผลิตที่หลากหลาย และคุณสมบัติทางกลที่ดี

ตัวการปั่นของแผ่นเหล็กไร้ขัดเป็นกระบวนการหลักในการผลิตของแผ่นสองขั้วของเซลล์เชื้อเพลิงเมื่อการปั่นแบบ arc welding ใช้ในการปั่น ความร้อนที่เข้าค่อนข้างใหญ่ ซึ่งสามารถทําให้ปั่นขนาดใหญ่ได้ง่ายการปรับปรุงรูปแบบที่ไม่เหมาะสมกับการปั่นแผ่นเหล็กไร้ขัดบทความนี้ใช้ไฟเบอร์เลเซอร์ในการดําเนินการการวิจัยการปั่นบนแผ่นเหล็กไร้ขัดเหล็ก 304 ขนาด 1 มม.การปั่นและปั่นอาการบกพร่อง และวิเคราะห์โครงสร้างเล็กและคุณสมบัติกลของข้อต่อรายละเอียดที่แตกต่างกัน การเชื่อมเลเซอร์ ของเหล็กดัดเหล็ก 304 ให้คําแนะนําเกี่ยวกับวิศวกรรมปฏิบัติการใช้แผ่นบาง

1วัสดุและวิธีการทดสอบ

วัสดุทดสอบคือแผ่นเหล็กดัดเย็น 304 ขนาด 1 มม. และองค์ประกอบทางเคมีของมันแสดงอยู่ในตารางที่ 1รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างโลหะพื้นฐานของเหล็กไร้ขัดเหล็ก ซึ่งเป็น austenite ส่วนใหญ่และมีโครงสร้างเฟอริตจํานวนเล็ก ๆ อยู่ระหว่างชั้นออสเทนไท

แท็บ 1เคมีส่วนประกอบของ 304สแตนเลสเหล็ก(wt%)

รูปที่ 1องค์ประกอบเล็กของ 304สแตนเลสเหล็กฐานMอัตรา

อุปกรณ์ปั่น คือ yls-10000เลเซอร์ไฟเบอร์พลังงานออกสูงสุดของเลเซอร์คือ 10 kwความยาวจุดเฉพาะคือ 300 mm, ความยาวคลื่นออกคือ 1070 nm และเส้นผ่าตัดจุดที่จุดเฉพาะคือ 0.72 mmใช้พลังงานเลเซอร์ p ที่แตกต่างกัน ความเร็วการผสมผสาน v และจํานวน defocus ธ อร์ d เพื่อผสมผสานแผ่นและวิเคราะห์

ผลของปารามิเตอร์กระบวนการที่แตกต่างกันในการปั้นและอัตราการไหลของก๊าซคือ 15 ลิตร/นาทีหลังจากการผสมผสาน การตัดสายไฟถูกใช้ในการเก็บตัวอย่าง หลังจากการบดและเลืองใช้สารปฏิกิริยา fecl3 สําหรับการเกรดของส่วนผสมและใช้กล้องจุลทรรศน์โลหะในการสังเกตโครงสร้างจุลทรรศน์ของผสม

ตัวอย่างถูกสั่นและเคลือบ และการนําทิศทางและขนาดของเมล็ดพืชมาวิเคราะห์ โดยใช้อิเล็กตรอน backscatter diffractometer (ebsd) สายต่อผ่าตัดถูกยืดโดยใช้เครื่อง zwick-z100เครื่องทดสอบความยืดที่อุณหภูมิห้อง และอัตราการยืดข้อคือ 0.5 mm/min

2ผลการทดสอบและการวิเคราะห์

2.1 อิทธิพลของปารามิเตอร์กระบวนการที่แตกต่างกันต่อการสร้างเย็บปั่น

รูปที่ 2 แสดงผลของความเร็วการผสมผสานกับการสร้างผสมผสานความสับสนของรังสีคือ 0 mm.it สามารถเห็นว่าเมื่อความเร็วการปั่นคือ 5 m/min, แผ่นถูกแยกโดยสิ้นเชิงโดยการทํางานของเลเซอร์ เมื่อความเร็วการผสมเพิ่มขึ้นถึง 8 m/min การผสมจะไม่ต่อเนื่องและมีรูที่เจาะเข้าไปเต็มที่ในบางจุด เมื่อความเร็วการปั่นเพิ่มขึ้นต่อเนื่องถึง 10 m/minพื้นผิวและด้านหลังของสอเป็นเรียบและต่อเนื่อง และไม่มีปรากฏการณ์การเผาไหม้ในเวลานี้ รูปแบบของสอยผสมรวมดีกว่า แต่มีการตัดเล็กน้อยในด้านหลังเมื่อความเร็วถึง 12 m/min จะไม่มีการเจาะเข้าไปในด้านหลังของสอ

รูป 2สายผสมการจัดตั้งภายใต้แตกต่างการปั่นความเร็ว

（พ= 100ว,D=0มม）

สามารถเห็นได้ว่าความเร็วในการผสมผสานมีผลกระทบที่สําคัญต่อการพัฒนาพลังงานเส้นของรังสีสูง โลหะในสระหลอมหลอมระเหยอย่างแรงและแรงปฏิกิริยาของควายที่เกิดขึ้นนั้นแข็งแรง แต่ความลึกของสระน้ําหลอมเหลืองนั้นเล็กภายใต้การกระทําของระเหยโลหะความเร็วสูง, โลหะสระเหลวหลอมสามารถรวดเร็วง่าย ๆ ออกจากด้านหลังของหลุมหลอมหลอมลึก และหลุดออกจากสระหลอมหลอมในรูปของกระจายหรือแม้แต่โลหะสับสลายทั้งหมดของสระว่ายน้ําจะถูกโยนออกไปจากด้านล่างโดยสิ้นเชิงเมื่อความเร็วการปั่นเพิ่มขึ้น พลังงานเส้นลดลง แรงปฏิกิริยาการเหยื่อในสระเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลืองเหลมุมการหันของลมโลหะที่เกิดในโลหะสระเหลืองหลอมมากขึ้นและแรงปฏิกิริยาระเหยเป็น biased จากด้านล่างของสระหลอมหลอมไปยังด้านหลังของสระน้ําหลอม ซึ่งช่วยให้การสร้างสภาพของสับชะลอดีขึ้น

รูปที่ 3 แสดงการสร้างเย็บสอยภายใต้ความแรงเลเซอร์ที่แตกต่างกันการเชื่อมเลเซอร์ ความเร็วคือ10 m/min และความสับสนของรังสีคือ 0 mm.it สามารถเห็นว่าเมื่อพลังงานเลเซอร์เพิ่มขึ้นจาก 5w ถึง 1000w จะได้รับการเจาะเข้าไปอย่างสมบูรณ์แบบของแผ่นเหล็กไร้ขัด 1 มิลลิเมตรแต่พลังเลเซอร์ที่แตกต่างกัน มีผลต่อการสร้างที่ใหญ่กว่าเมื่อพลังงานเลเซอร์ 5 w ความกว้างของสอค้อนของเหล็กค่อนข้างแคบ มีรูที่เผาผ่านในสอค้อนของเหล็กมากมายและมีเศษกระจายน้ําเล็กๆมากมายอยู่ด้านหลังเมื่อกําลังเพิ่มขึ้นถึง 50 w ความกว้างของการผสมผสานเพิ่มขึ้นและระดับการเผาผ่านลดลงเมื่อพลังงานเพิ่มขึ้นถึง 100 wผ่าผ่าไม่มีอาการบาดเจ็บจากการเผาไหม้อีกต่อไป และการสร้างสองด้านของผ่าผ่าเป็นสิ่งที่ดีขึ้นในเวลานี้

เมื่อพลังงานเลเซอร์อยู่ที่ 500 w รูปแบบการผสมผสานโดยรวมดี แต่จํานวนน้อยของจะมีรูที่เผาไหม้เมื่อกําลังเพิ่มขึ้นถึง 1000 w ความกว้างของสับยังคงเพิ่มขึ้นแต่จํานวนของรูที่เกิดจากการเผาไหม้ผ่านของสอยด้วยเพิ่มขึ้นอย่างสําคัญความละเอียดของรังสีคือ 0 mm เมื่อพลังงานเลเซอร์เล็กหรือใหญ่ ความรู้สึกของสายผสมผสานต่อการเผาไหม้เป็นที่ยิ่งใหญ่กว่าเพียงพลังงานเลเซอร์ปานกลางสามารถรับประกันการสร้างเย็บดีน้อย, ปริมาณของสระหลอมหลอมเป็นเล็กมาก, และเพียงแรงปฏิกิริยาเล็ก ๆ ของการเหยื่อโลหะที่จําเป็นเพื่อทําให้โลหะเชื่อมออกมาจากด้านล่าง และสร้างรูเผาผ่านที่ตรงกันเมื่อพลังงานเลเซอร์สูงแรงปฏิกิริยาของการเหยื่อโลหะใหญ่กว่า ซึ่งสามารถนําไปสู่การเผาของสอย

รูปที่ 3สายผสมการจัดตั้งที่แตกต่างการปั่น poแวร์ส

(V= 10ม./นาที，D=0มม)

รูปที่ 4 แสดงผลของการหลุดความสนใจของรังสีบนการสร้างเย็บการผสมผลเมื่อการหลุดความสนใจของรังสีเป็น 0 มมแสดงในรูป 2 และ 3 ที่นี่เราแสดงผลโดยหลักการเมื่อความสับสนของรังสีคือ 10 และ - 10 มม.ตามที่แสดงในรูป 4 ((a) และ (b) เมื่อความสับสนของรังสีคือ 10 mm และความเร็วการปั่นคือ10 m/min แม้ว่ากําลังเลเซอร์จะเพิ่มขึ้นจาก 100w เป็น 3000w ด้านหลังของแผ่นไม่สามารถ welded ผ่านโดยพิจารณาว่ามีการสร้างรูลึกในระหว่างกระบวนการผสมด้วยเลเซอร์หรือไม่เป็นสองรูปแบบ: การปั่นแบบนําไฟและปั่นแบบเจาะลึกมีขั้นต่ําระหว่างสองรูปแบบ. ยิ่งกว่าขั้นต่ํานี้, การปั่นเลเซอร์จะเปลี่ยนจากการปั่นแบบการนําไฟฟ้าทางความร้อนกับการปั่นแบบเจาะลึก โดยทั่วไปใช้ขั้นต่ํานี้ถูกอธิบายว่าเป็นสัดส่วนของแรงเลเซอร์ต่อเส้น径 หรือ แรงเลเซอร์ต่อพื้นที่จุดรังสีจะใหญ่ขึ้น ภายใต้พลังเลเซอร์และความเร็วการปั่นเดียวกันLการปั่นจะเปลี่ยนจากการปั่นผ่านลึกไปสู่การปั่นผ่านการนําความร้อน และความลึกของการปั่นผ่านจะลดลงตามนั้น

(A)พ= 100W，V= 10ม./นาที，D= 10มม，(b)พ= 3000W，V= 10ม./นาที，

D= 10มม，(c)พ= 100W，V= 6ม./นาที，D= 10มม，(d)พ= 3000W，

V= 6ม./นาที，D= 10มม，(e)พ= 100W，V= 6ม./นาที，D=-10มม，

(f)พ= 3000W，V= 6ม./นาที，D=-10มม

รูปที่ 4สายผสมการจัดตั้งหนองหญ้าRแตกต่างการหลุดความสนใจจํานวน

ดังนั้นเมื่อปริมาณการหลุดความสนใจเป็น 10 มม., รูปแบบการผสมคือการผสมการนําไฟทางความร้อน. ในเวลานี้,ความกว้างของสอยใหญ่และความลึกเล็ก. พลังงานเลเซอร์มุ่งเน้นไปที่พื้นผิวของสระน้ําหลอมและความสามารถในการเจาะเข้าไปจํากัดดังนั้นการเจาะทะลุของแผ่นไม่สามารถได้สําเร็จในความเร็วการผสมที่สูงขึ้นและในช่วงกําลังที่กว้างกว่า เมื่อความเร็วการผสมลดลงถึง 6 m/minการเพิ่มความร้อนในตัวทําให้สอยซ้อนเจาะเข้าไปโดยสิ้นเชิง ความกว้างของสอยซ้อนใหญ่กว่าและด้านหน้าและหลังมีรูปร่างดีขึ้น เช่นที่แสดงในรูป 4 (c) และ (d) เมื่อปริมาณการหลุดความสนใจคือ - 10 มิลลิเมตรและความเร็วการปั่นคือ6 m/min การสร้างเย็บสวมก็ดีเช่นกัน ดังที่แสดงในรูป 4 (e) และ (f)

2.2โครงสร้างของสับสาน

ภาพที่ 5 แสดงรูปร่างของข้อต่อเนื่องภายใต้ปริมาณ defocus แสงที่แตกต่างกันการทํางานที่แตกต่างกัน, ไม่มีรอยแตก, ช่องโป่งและความบกพร่องอื่น ๆ ในข้อ.จํานวนคือ 0 มม, ความบกพร่อง undercut จะเกิดขึ้นบนด้านหลังของสอย, และเนื่องจากการระเหยแรง

ของโลหะสับในเวลานี้ ความรุนแรงในสระหลอมหลอมใหญ่และสายการหลอมรวมไม่สมองกันทางด้านซ้ายและขวา เมื่อปริมาณการหลุดความสนใจเป็น 10 หรือ - 10 มิลลิเมตรด้านหน้าและด้านหลังของสอแสดงลักษณะคอนเว็กซ์ และความกว้างของการหลอมเพิ่มขึ้น

รูป 5ข้อต่อลักษณะภายใต้แตกต่างการหลุดความสนใจจํานวน

รูปที่ 6 แสดงโครงสร้างเล็กของโลหะสอด รูปที่ 6 ((a) แสดงโครงสร้างของสอดใกล้ศูนย์กลางภาพ 6 (b) แสดงโครงสร้างของสอใกล้กับโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมันสามารถเห็นว่าโครงสร้างการเชื่อมแสดงการเจริญตัวของผลึกแบบคอลัมนาร์อย่างชัดเจนจากขอบไปยังศูนย์กลาง และเมล็ดผลึกใน

โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของสอไม่เติบโตอย่างสําคัญ

รูป.6องค์ประกอบเล็กของส่วนที่แตกต่างกันของสายต่อ

อัตราการเย็นของส่วนต่าง ๆ ของสอยและส่วนประกอบต่าง ๆ ของสอยทําให้เฟอริทมีรูปแบบที่แตกต่างกันมาก รวมถึงจํานวนมากของฟีริตกระดูก และจํานวนน้อยของฟีริตคล้ายกับลัดเพื่อสังเกตเพิ่มเติมแนวโน้มการเติบโตของเมล็ดพันธุ์ร่วมและการกระจายขนาดเมล็ดพันธุ์, ภาพ 7 แสดง ebsdการวิเคราะห์ของข้อต่อ. มันสามารถเห็นว่าโลหะเบื้องต้นประกอบด้วยเมล็ดเมล็ด equiaxed ด้วยขนาดเมล็ดของ 10 ถึง 30 μm โครงสร้างสอส่วนใหญ่จะปฏิบัติตามทิศทาง < 100> แสดงการเติบโตเสาตรงข้ามไปทางการไหลของความร้อน.ขนาดเมล็ดส่วนใหญ่ในพื้นที่ผสมผสานเล็ก,ขนาดน้อยกว่า 100 μm และส่วนที่เหลือของเมล็ดคอลัมเนอร์มีขนาดใหญ่กว่า จาก 100 ถึง 400 μm

รูป.7ebsdการวิเคราะห์ของข้อต่อสตรอุตตรา

2.3 คุณสมบัติทางกลของข้อต่อ

ภาพ 8 และ 9 แสดงความแข็งแรงในการดึงและตําแหน่งการแตกของข้อต่อส่วนที่มีความแตกต่างกันมันสามารถพบว่าเมื่อปริมาณการหลุดความสนใจเป็น 0 มิลลิเมตร, สถานที่แตกของข้อคือการเชื่อมต่อระหว่างสะสมและโลหะพื้นฐาน เพราะมี undercut บนด้านหลังของข้อร่วมในเวลานี้ ซึ่งง่ายที่จะทําให้เครียดการปรับความเข้มแข็งและการหัก เมื่อปริมาณการหลุดความเข้มแข็งอยู่ที่ 10 และ - 10 มิลลิเมตรห่างจากสับในเวลานี้ ความแข็งแรงในการดึงและความยืดของข้อต่อส่วนทั้งสองสูง

รูป.8การดึง仲แข็งแรงHของข้อต่อเนื่องแตกต่างการหลุดความสนใจจํานวน

รูป.9โรคสะเก็ดเงินตำแหน่งงานของการรวมt ภายใต้แตกต่างการหลุดความสนใจจํานวน

3 สรุป

1. ความเร็วการปั่น, พลังเลเซอร์, และการหลุดความสนใจของรังสีทั้งหมดมีผลกระทบที่สําคัญต่อการสร้างสรรค์ของสอ 1 มมหนา304 สแตนเลสผนังเหล็ก เมื่อความเร็วการผสมเพิ่มขึ้นจากขนาดเล็กเป็นขนาดใหญ่ การสร้างเย็บผสมการเปลี่ยนแปลงจากการแยกแยกอย่างสมบูรณ์แบบ และมีรูปร่างดีการปั่นไม่สมบูรณ์แบบ หากพลังเลเซอร์เล็กเกินไปหรือใหญ่เกินไปความรู้สึกของการเจาะ weld จะใหญ่กว่าเมื่อพลังงานเลเซอร์คือ 100 w ความสับสนคือ 0 mmและความเร็วการปั่นคือ 10 m/min, การปั่นจะเป็นที่ดีกว่า.ในปริมาณการหลุดความสนใจสนับสนุนเพื่อปรับปรุงการสร้างสายผสานการผสาน ซึ่งเพิ่มความกว้างของสายผสานลดความรู้สึกของโรคมากของ perforation และเพิ่มช่วงของปริมาตรการปั๊ม
2. รูปแบบตัดข้ามของข้อต่อด้วยปริมาณการหลุดความสนใจ 10 และ - 10 mm เป็นสิ่งที่ดีและไม่มีความบกพร่องรูปแบบการแข็งของโลหะสวมคือการแข็ง fa ซึ่งประกอบด้วย austenite γ and ฟีริท δ ที่แปลงไม่สมบูรณ์ferrite แสดงรูปแบบที่แตกต่างกัน รวมถึงจํานวนมากของ ferrite กระดูกและปริมาณเล็ก ๆ ของฟอริตคล้ายกับหินหินโครงสร้างสลัดส่วนใหญ่เติบโตเป็นคอลัมน์ตามทิศทาง <100>ขนาดเมล็ดส่วนใหญ่ในพื้นที่ผสมผสานเล็กและขนาดเมล็ดเฉลี่ยต่ํากว่า 100 μmสายคอลัมน์ที่เหลือคริสตัลมีขนาดใหญ่กว่ากัน ตั้งแต่ 100 ถึง 400 μm
3. เมื่อปริมาณการหลุดความสนใจเป็น 10, - 10 mm, ข้อต่อมีความแข็งแรงในการยืดและความยืดหยุ่นสูงและตําแหน่งการแตกคือในวัสดุพื้นฐาน แต่เมื่อปริมาณการไม่เน้นอยู่ที่ 0 มิลลิเมตร ความสามารถของข้อต่อเนื่องลดลง และการแตกตําแหน่งปิดไปที่ที่เชื่อม