กระบวนการเชื่อมไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดียวของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063

บทคัดย่อ:งานนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาความเหมาะสมที่สุด การเชื่อมด้วยเลเซอร์ แผนงานกระบวนการสำหรับอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 เพื่อปรับปรุงความตึงของจุดเชื่อม เนื่องจากความตึงของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 ที่เชื่อมจุดด้วยเลเซอร์พัลส์นั้นต่ำและไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่แท้จริงได้ ที่ เลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดียว ใช้ในการเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 และจุดเกลียวถูกสร้างขึ้นด้วยเส้นที่ละเอียดมากเพื่อแทนที่พัลส์เดี่ยว การเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์. การทดลองมุมฉากได้ดำเนินการกับกำลังเลเซอร์ ความเร็วในการเชื่อม และการพร่ามัวเพื่อให้ได้พารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุด จากการวิเคราะห์ลักษณะที่ปรากฏและโครงสร้างจุลภาคของรอยเชื่อม ได้มีการอธิบายสาเหตุของการเพิ่มขึ้นของความตึงของจุดเชื่อม เมื่อกำลังเลเซอร์คือ 70 W ความเร็วในการเชื่อมคือ 100 มม./วินาที และการพร่ามัวเป็น 0 ความตึงของจุดถึงสูงสุด 65 N และพารามิเตอร์กระบวนการดีที่สุด ความตึงของจุดเชื่อมเลเซอร์โหมดเดียวเป็น 3 เท่าของจุดเชื่อมเลเซอร์แบบพัลส์ ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์เกลียวไฟเบอร์โหมดเดี่ยว พลังงานเลเซอร์จะกระจายอย่างสม่ำเสมอในช่วงจุดและมีความหนาแน่นของพลังงานสูง ทำให้เกิดรูปร่างของการเชื่อมที่มีความกว้างของพื้นผิวการเชื่อมเกือบเท่ากับความกว้างของด้านล่างของการเชื่อม ซึ่งเอื้อต่อ ปรับปรุงความตึงของจุดเชื่อมและให้ข้อมูลอ้างอิงทางเทคนิคสำหรับการผลิตจริง

KEYWORDS:อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063; เลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดียว การเชื่อมด้วยเลเซอร์; ความเครียด

วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมมีข้อดีคือน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูง ง่ายต่อการแปรรูปและรูปร่าง และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การบินและอวกาศ ฮาร์ดแวร์ และรถยนต์ ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ได้มีการหยิบยกข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับคุณภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพการผลิตของการเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียม การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีที่พลังงานสูง ความหนาแน่น การป้อนความร้อนรวมต่ำ การเสียรูปเล็กน้อยหลังการเชื่อม และระบบอัตโนมัติที่ง่ายดายเนื่องจากไม่สัมผัสกับชิ้นงาน มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในการเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียม
อลูมิเนียมอัลลอยด์มีการสะท้อนแสงเลเซอร์สูง จึงต้องใช้พลังงานเลเซอร์สูงกว่าจึงจะเชื่อมได้ นอกจากนี้ องค์ประกอบที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ เช่น Mg และ Zn ในอลูมิเนียมอัลลอยด์มีแนวโน้มที่จะเกิดการไหม้ ส่งผลให้ความแข็งแรงของรอยเชื่อมลดลง ส่งผลต่อการใช้งานจริง อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 มีความแข็งแรงสูงและทนต่อแรงเสียดทานได้ดี และ เป็นวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีการใช้งานที่หลากหลาย โดยทั่วไปวัสดุบาง ๆ จะใช้แหล่งกำเนิดเลเซอร์ Nd: YAG สำหรับการเชื่อมแบบจุด ซึ่งสามารถลดการเสียรูปเนื่องจากความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต อย่างไรก็ตาม ความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมต่ำกว่า ซึ่งอาจไม่ตรงตามข้อกำหนดการผลิตในทางปฏิบัติ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์เพิ่มเติม เทคโนโลยีเลเซอร์ไฟเบอร์แบบโหมดเดี่ยวกำลังเติบโตเต็มที่มากขึ้น และคุณภาพของลำแสงก็เริ่มดีขึ้นและ ดีขึ้นซึ่งช่วยปรับปรุงความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมได้อย่างมาก
บทความนี้ใช้ไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยว 1000 W ในการเชื่อมลวดเกลียวเพื่อสร้างจุดเชื่อม ด้วยการปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสม ทำให้ได้ความต้านทานแรงดึงสูงสุดของจุดเชื่อม นอกจากนี้ยังเปรียบเทียบกับความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมจากการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงที่มีคุณค่าสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติ

1 การทดลองการเชื่อม

วัสดุ 1.1

วัสดุเป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์ เกรด 6061 และมีความหนา 0.5 มม. องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุแสดงอยู่ในตารางที่ 1 ตัดวัสดุเป็นแผ่นขนาด 200 มม. x 100 มม. ทำความสะอาดด้วยแอลกอฮอล์และน้ำ แล้วพักไว้ วิธีการเชื่อมคือการเชื่อมแบบตักและชิ้นงานที่จะเชื่อมจะถูกยึดโดยใช้อุปกรณ์จับยึดแบบโฮมเมด

Tab.1องค์ประกอบทางเคมีของอลูมิเนียมอัลลอยด์6061(มวลเศษส่วน)%

Al	Mg	Si	Fe	Cu	Cr	Mn	Zn
ขอบ	1.06	0.53	0.38	0.33	0.17	0.043	0.016

1.2 อุปกรณ์ใช้สอย

อุปกรณ์ทดลองใช้ไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยวที่ผลิตโดย IPG สำหรับ การเชื่อมโลหะโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางของไฟเบอร์ 0.14 µm และกำลังเฉลี่ย 1000 W แพลตฟอร์มการทดลองส่วนใหญ่ประกอบด้วยเลเซอร์ คอมพิวเตอร์ ระบบเส้นทางแสง และระบบควบคุม ดังแสดงในรูปที่ 1a เลเซอร์จะถูกสะท้อนด้วยกัลวาโนมิเตอร์สแกน และมุ่งความสนใจไปที่ระนาบการทำงานผ่านเลนส์ F กัลวาโนมิเตอร์หมุนด้วยความเร็วสูงภายใต้การขับเคลื่อนของมอเตอร์ x/y ทำให้เกิดวิถีต่างๆ ในระนาบ เช่น วงกลม สี่เหลี่ยม เส้นตรง เส้นเกลียว เป็นต้น หลังจากผ่านเลนส์ F แล้ว ขนาดจุดจะอยู่ที่ประมาณ 0.28 มม. แผนผังของระบบเส้นทางแสงจะแสดงในรูปที่ 1b การเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ใช้เลเซอร์ Nd:YAG 500Wแหล่งด้วยกำลังไฟฟ้าสูงสุดถึง 8000W หลังจากที่ลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัสโดยระบบเส้นทางแสง ขนาดลำแสงจะอยู่ที่ประมาณ 0.4 ~ 1.0 มม.เครื่องทดสอบแรงดึงแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ผลิตโดย Jinan Huaxing Experimental Equipment Co., Ltd (รุ่น: WDH-10) ใช้สำหรับการทดสอบแรงดึงของตะเข็บเชื่อม ลักษณะการเชื่อมได้รับการทดสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์โลหะ โดยมีแบรนด์ Beijing North Star และหมายเลขรุ่น XJB200

รูปที่ 1 แพลตฟอร์มการทดลอง

2 การทดลองและผลลัพธ์ของกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์

2.1 การออกแบบกราฟิกการเชื่อมและการเปรียบเทียบลักษณะที่ปรากฏ

ชีพจร การเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์ ใช้เลเซอร์ 500 W Nd: YAG ในการเชื่อมพร้อมการเชื่อม ความต้องการช่วง 0.6~0.8 มม. ขนาดลำแสงโฟกัสของพัลส์ การเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์ เพียงตอบสนองความต้องการ เลเซอร์จะปล่อยพัลส์ที่กระทำต่อวัสดุ เกิดเป็น จุดเชื่อม แผนผังของจุดเชื่อมแสดงในรูปที่ 2aเนื่องจากจุดโฟกัสของไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยวมีเพียง 0.28 มม. เลเซอร์ ลำแสงสร้างจุดเชื่อมโดยใช้เกลียว เส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวคือ 0.8 มม.และเกลียวมี 4 รอบ มีการทับซ้อนกันของเลเซอร์ในระดับหนึ่งระหว่างกัน หมุนทำให้เกิดจุดเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.8 มม. แผนผังของ จุดเชื่อมแสดงในรูปที่ 2b ลักษณะของการเชื่อมจุดเลเซอร์พัลส์คือ แสดงในรูปที่ 2c และลักษณะของจุดเชื่อมที่เกิดจากเกลียวคือ แสดงในรูปที่ 2d ขนาดของจุดเชื่อมทั้งสองนั้นเกือบจะเท่ากันและไม่ใช่เลย ความแตกต่างที่มีนัยสำคัญสามารถสังเกตได้ด้วยสายตา

รูปที่ 2 แผนภาพและลักษณะของจุดเชื่อม

2.2 การทดลองมุมฉากของพารามิเตอร์กระบวนการ

พารามิเตอร์การประมวลผลหลักสำหรับพัลส์ การเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์ รวมถึงพีคเลเซอร์ กำลัง ความกว้างของพัลส์ และปริมาณการพร่ามัว การทดสอบกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์เบื้องต้นคือ ดำเนินการกับอลูมิเนียมอัลลอยด์ 0.5 6061 มม. เมื่อกำลังเลเซอร์สูงสุดคือ 2400 W กำลังไฟฟ้าสูงสุดค่อนข้างน้อย ส่งผลให้จุดเชื่อมเล็กลง แรงดึง 3 N.เมื่อพลังเลเซอร์ถึงจุดสูงสุดแล้ว กำลังไฟ 3600 วัตต์ มีน้ำกระเด็นบนพื้นผิวรอยเชื่อม ตะเข็บและแรงดึงของจุดเชื่อมก็ต่ำเช่นกันที่ 4 N เมื่อความกว้างของพัลส์เป็น 3 ms เส้นผ่านศูนย์กลางของจุดเชื่อมเล็กกว่า และแรงดึงน้อยกว่า ที่ 3 Nเมื่อความกว้างของพัลส์คือ 9 ms เส้นผ่านศูนย์กลางของ จุดเชื่อมคือ 0.9 มม. ซึ่ง เกินช่วงการเชื่อม 0.6 ~ 0.8 มม. เมื่อพร่ามัว ที่ 0 เนื่องจากมีขนาดใหญ่ ความหนาแน่นของพลังงานมีการกระเด็นบนรอยเชื่อมและลักษณะที่ปรากฏไม่มี เป็นไปตามมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม เมื่อระยะพร่ามัวอยู่ที่ 6 มม. เนื่องจากการดรอปลงกะทันหันความหนาแน่นของกำลัง แรงดึงที่ จุดเชื่อมต่ำกว่าที่ 4 N สามระดับของปัจจัยเหล่านี้ดังแสดงในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ปัจจัยและระดับของการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์

จำนวน	ปัจจัย
	กำลังไฟฟ้าสูงสุด/วัตต์	B ความกว้างพัลส์/มิลลิวินาที	C ปริมาณพร่ามัว/มม
1	2500	4	1
2	3000	6	3
3	3500	8	5

พารามิเตอร์กระบวนการหลักของการเชื่อมเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดียวคือ กำลังเลเซอร์เฉลี่ย ความเร็วการเชื่อม และปริมาณการพร่ามัวเมื่อเฉลี่ยเลเซอร์ กำลังไฟ 500 W แรงดึงที่จุดเชื่อมต่ำกว่าที่ 4 N;เมื่อเฉลี่ยแล้วกำลังเลเซอร์ 900 W วัสดุกระเซ็นบางส่วน และแรงดึงที่ จุดเชื่อมคือ ต่ำกว่าด้วยที่ 3 N เมื่อความเร็วในการเชื่อม 90 มม. / วินาทีความร้อนจะสะสมเช่นกัน สูงทำให้วัสดุไหม้และแรงดึงที่จุดเชื่อมลดลงที่ 5N;เมื่อความเร็วในการเชื่อมอยู่ที่ 170 มม./วินาที การสะสมความร้อนจะลดลงทั้ง ความกว้างและความลึกในการเชื่อมมีขนาดเล็กลงและมีแรงดึง ที่จุดเชื่อมต่ำกว่าที่4 N;เมื่อค่าการพร่ามัวเป็น 0 ความหนาแน่นของพลังงานจะสูงขึ้น ทำให้เกิดการกระเด็นตะเข็บเชื่อมซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการลักษณะที่ปรากฏได้เมื่อพร่ามัว จำนวนคือ 6 มม. เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานลดลงอย่างมาก, แรงดึงที่ จุดเชื่อมต่ำกว่าที่ 4 N.ทั้งสาม ปัจจัยและระดับ 3 ระดับแสดงไว้ในตารางที่ XNUMX

ตารางที่ 3 ปัจจัยและระดับของการเชื่อมเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว

จำนวน	ปัจจัย
	D กำลังเฉลี่ย/วัตต์	ความเร็วในการเชื่อม E/ (mm·s- 1)	C ปริมาณพร่ามัว/มม
1	600	100	1
2	700	130	3
3	800	160	5

การทดลองพัลส์มุมฉากสามระดับ การเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์ รวมเก้าชุด,เมื่อกำลังสูงสุดคือ 3000 W ความกว้างของพัลส์คือ 8 ms และปริมาณการพร่ามัวคือ 1 มม. แรงดึงของจุดเชื่อมถึงจุดสูงสุดที่ 17 นิวตัน,เหล่านี้คือ ถือเป็นพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับปัจจัยพีคเลเซอร์ กำลัง (A) มี 3 การทดลองที่ดำเนินการด้วย ระดับ 1 (A=2500 วัตต์)เพิ่มแรงดึงของจุดเชื่อมจาก 3 ตัวนี้ การทดลองเพื่อให้ได้ผลรวมทางสถิติ K1=35เมื่อเลือกระดับ 2 ผลรวมของ ความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมมีค่ารวมทางสถิติ K2=46,เมื่อระดับ 3 ถูกเลือก,ผลรวมคือ ผลรวมทางสถิติ K3=33,ยิ่งค่าทางสถิติ K มากเท่าใด ค่ายิ่งสูงเท่านั้น แรงดึงในระดับนั้น,ค่าสูงสุดคือ K2,นี่แสดงว่าเมื่อปัจจัย A เป็น ที่ระดับ 2 (A = 3000 W) ความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมจะยิ่งใหญ่ที่สุดในทำนองเดียวกันค่าทางสถิติ K ของค่าความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมของจุดเชื่อมอื่นๆ ปัจจัย(ความกว้างพัลส์ พร่ามัว) ดังแสดงในตารางที่ 4 ช่วงจะแสดงโดย ร,ยิ่งค่า R น้อยลง ปัจจัยที่มีต่อความต้านทานแรงดึงก็จะน้อยลงเท่านั้นจุดเชื่อม;ในทางกลับกัน ยิ่งค่า R ยิ่งมาก ผลกระทบของปัจจัยนั้นก็จะยิ่งมากขึ้นตามไปด้วยเรื่องค่าความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อม จากตารางที่ 4 นั่นเอง จะเห็นได้ว่าปัจจัยต่างๆที่ส่งผลต่อความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อม ตามลำดับความสำคัญ ได้แก่ กำลังไฟฟ้าสูงสุดความกว้างของพัลส์และการพร่ามัว

ตารางที่ 4 ผลการทดลองมุมฉากของการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์

จำนวน	กำลังไฟฟ้าสูงสุด/วัตต์	Bความกว้างพัลส์/มิลลิวินาที	CDefocusปริมาณ/มม	ความตึงของข้อต่อประสาน/N
1	2500	4	1	11
2	2500	6	3	9
3	2500	8	5	15
4	3000	4	3	14
5	3000	6	5	15
6	3000	8	1	17
7	3500	4	5	8
8	3500	6	1	12
9	3500	8	3	13
K1	35	33	40
K2	46	36	31
K3	33	45	38
R	13	12	9

การทดลองมุมฉากสามปัจจัยสามระดับของเส้นเกลียวเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดียว การเชื่อมมีทั้งหมด 9 กลุ่ม เมื่อกำลังไฟเฉลี่ย 3000 W การเชื่อม ความเร็ว 160 มม./วินาที และระยะพร่ามัว 1 มม. ความต้านทานแรงดึงของรอยเชื่อม จุดถึงค่าสูงสุดที่ 47 N ซึ่งเป็นพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุด

เมื่อตั้งค่าตัวประกอบกำลังเฉลี่ยของเลเซอร์ G ไว้ที่ระดับ 1 (A=600 W) จะมีการสร้างกลุ่มการทดลองทั้งหมด 3 กลุ่ม ความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมทั้ง 3 กลุ่มนี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ค่าสถิติ F1=98 ในทำนองเดียวกัน สามารถหาสถิติค่าความต้านทานแรงดึงของปัจจัยอื่นๆ ได้ดังแสดงในตารางที่ XNUMX5. ในหมู่พวกเขา Y คือค่าช่วง จากค่าช่วงจะเห็นได้ว่าปัจจัยที่ส่งผลต่อขนาดของรอยประสานตั้งแต่หลักถึงรอง ระยะพร่ามัว กำลังเฉลี่ย และความเร็วในการเชื่อม

2.3 การวิเคราะห์ลักษณะรอยเชื่อมและโครงสร้างจุลภาค

รูปที่ 3a แสดงภาพตัดขวางของรอยเชื่อมจุดภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลซ์ ความกว้างของพื้นผิวรอยเชื่อมจะมีขนาดใหญ่ แต่เมื่อความลึกของฟิวชันเพิ่มขึ้น ความกว้างของรอยเชื่อมจะลดลง ความกว้างของรอยเชื่อมระหว่างสองชั้นบนและล่างอยู่ที่ประมาณ 1/3 ของความกว้างพื้นผิวของจุดเชื่อม เนื่องจากพลังงานของเลเซอร์พัลซิ่งส่วนใหญ่กระจายอยู่ที่ศูนย์กลางของจุดไฟ 0.8 มม. พลังงานที่ขอบของจุดไฟต่ำกว่า ซึ่งสามารถละลายได้เฉพาะพื้นผิววัสดุและไม่สามารถเจาะลงไปด้านล่างต่อไปได้ ทำให้เกิดรอยเชื่อมที่กว้างที่ด้านบนและแคบที่ด้านล่าง รูปที่ 3b แสดงภาพตัดขวางของ จุดเชื่อมภายใต้สภาวะกระบวนการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเชื่อมแบบเกลียวด้วยไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยว โดยที่ความกว้างของพื้นผิวรอยเชื่อมจะเท่ากับความกว้างของการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่งโดยประมาณ โดยความลึกของการหลอมเหลวที่เพิ่มขึ้น ไม่มีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญใน ความกว้างของรอยเชื่อม ความกว้างของรอยเชื่อมระหว่างวัสดุสองชั้นบนและล่างเกือบจะเท่ากับความกว้างของพื้นผิวจุดเชื่อม เนื่องจากเมื่อใช้การเชื่อมเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว จุดโฟกัสของโหมดเดี่ยว ไฟเบอร์เลเซอร์มีขนาด 0.28 มม. พลังงานเลเซอร์จะกระจายอย่างสม่ำเสมอภายในช่วงลำแสงและมีความหนาแน่นของพลังงานสูง ที่วงกลมด้านนอกสุดของเส้นเกลียว พลังงานเลเซอร์จะเพียงพอที่จะละลายผ่านวัสดุ ทำให้เกิดรูปร่างของรอยเชื่อม โดยความกว้างของพื้นผิวของรอยเชื่อมนั้นเกือบจะเหมือนกับด้านล่างของรอยเชื่อม ในระหว่างการทดสอบแรงดึง ตำแหน่งความเค้นหลักคือความกว้างของรอยเชื่อมระหว่างวัสดุสองชั้นบนและล่าง ยิ่งความกว้างมากเท่าใด แรงดึงของจุดเชื่อมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความกว้างของรอยเชื่อมระหว่างวัสดุสองชั้นบนและล่างในการเชื่อมแบบเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวเป็นสามเท่าของความกว้างของการเชื่อมจุดเลเซอร์พัลส์ ดังนั้น ความต้านทานแรงดึงของจุดเชื่อมของโหมดเดี่ยว การเชื่อมเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์นั้นมีค่ามากกว่าการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์พัลส์ถึงสามเท่า

ตารางที่ 5 ผลการทดลองมุมฉากของการเชื่อมเกลียวแบบโหมดเดี่ยว

จำนวน	D กำลังเฉลี่ย/วัตต์	ความเร็วในการเชื่อม E/(mm·s- 1)	F พร่ามัวปริมาณ/มม	ความตึงของข้อต่อประสาน/N
1	600	100	1	41
2	600	130	3	28
3	600	160	5	29
4	700	100	3	33
5	700	130	5	39
6	700	160	1	47
7	800	100	5	30
8	800	130	1	35
9	800	160	3	39
G1	98	104	123
G2	119	102	95
G3	104	115	98
Y	21	13	25

รูปที่ 3 ภาพตัดขวางของจุดเชื่อม

รูปที่ 4a แสดงถึงโครงสร้างทางโลหะวิทยาของวัสดุต้นกำเนิดอะลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 ขนาดเกรนไม่สม่ำเสมอ รูปร่างไม่สม่ำเสมอ และเกรนมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ซึ่งเป็นโครงสร้าง '-Al ทั่วไปรูปที่ 4b แสดงโครงสร้างจุลภาคของจุดศูนย์กลางรอยเชื่อมภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุดของการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์พัลส์ มีโครงสร้างเดนไดรต์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ ขนาดเกรนได้รับการปรับแต่งอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับวัสดุแม่ของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 ซึ่งเกิดจากการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วและการทำความเย็นอย่างรวดเร็วของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมโดยการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์พัลส์ ซึ่งส่งผลให้มีการปรับแต่งเม็ดตะเข็บเชื่อม รูปที่ 4c แสดงโครงสร้างจุลภาคของศูนย์กลางรอยเชื่อมภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเชื่อมเกลียวด้วยไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยว แสดงด้วยโครงสร้างเดนไดรต์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ ขนาดเกรนไม่แสดงความแตกต่างที่มีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างโลหะของการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์พัลส์

รูปที่ 4 โครงสร้างจุลภาคของจุดเชื่อม

ข้อสรุป 3

อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063 ถูกเชื่อมแบบตักแยกกันโดยใช้การเชื่อมแบบจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์และวิธีการเชื่อมแบบเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว และทำการทดลองการหาค่าเหมาะที่สุดแบบมุมฉาก แรงดึงสูงสุดของจุดเชื่อมที่ได้จากการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์สูงถึง 17 N พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมมีดังนี้ กำลังสูงสุดคือ 3000 W ความกว้างของพัลส์คือ 8 ms และปริมาณการพร่ามัวอยู่ที่ 1 มม. สำหรับการเชื่อมจุดแบบเลเซอร์แบบพัลส์ แรงดึงสูงสุดของจุดเชื่อมที่ได้จากการเชื่อมเกลียวด้วยไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยวสูงถึง 47 N พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวิธีนี้มีดังนี้: กำลังเฉลี่ย 3000 W ความเร็วในการเชื่อม 160 มม./วินาที และปริมาณการพร่ามัวคือ 1 มม.

ลักษณะผลจากการเต้นของชีพจร การเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์ และการเชื่อมเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมนั้นแทบจะเหมือนกัน โดยไม่มีความแตกต่างที่มีนัยสำคัญ นอกจากนี้ยังไม่มีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนในโครงสร้างโลหะและขนาดเกรน ความกว้างของรอยเชื่อมระหว่างชั้นบนและล่างของวัสดุในการเชื่อมเกลียวด้วยไฟเบอร์เลเซอร์โหมดเดี่ยวมีความกว้างเป็นสามเท่าของความกว้างของรอยเชื่อมจากการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ ดังนั้นแรงดึงของจุดเชื่อมจากการเชื่อมเกลียวด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดี่ยวจึงมีค่ามากกว่าการเชื่อมจุดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ถึงสามเท่าเช่นกัน