Định nghĩa về khuyết tật bắn tóe: Trong hàn, bắn tóe là hiện tượng các giọt kim loại nóng chảy bị bắn ra từ vũng chảy trong quá trình hàn. Những giọt này có thể rơi xuống bề mặt làm việc xung quanh, gây ra hiện tượng gồ ghề và không đều trên bề mặt, đồng thời cũng có thể làm giảm chất lượng vũng chảy, dẫn đến các vết lõm, điểm nổ và các khuyết tật khác trên bề mặt mối hàn, ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của mối hàn.
Hiện tượng bắn tóe trong hàn đề cập đến các giọt kim loại nóng chảy bị bắn ra từ vũng hàn trong quá trình hàn. Những giọt này có thể rơi xuống bề mặt làm việc xung quanh, gây ra hiện tượng gồ ghề và không đều trên bề mặt, đồng thời cũng có thể làm giảm chất lượng vũng hàn, dẫn đến các vết lõm, điểm nổ và các khuyết tật khác trên bề mặt mối hàn, ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của mối hàn.
Phân loại Splash:
Các giọt nhỏ: Các giọt đông đặc xuất hiện ở mép đường hàn và trên bề mặt vật liệu, chủ yếu ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài và không ảnh hưởng đến hiệu năng; Nói chung, ranh giới để phân biệt là giọt có kích thước nhỏ hơn 20% chiều rộng vùng nóng chảy của đường hàn;
Vết bắn tóe lớn: Có sự suy giảm chất lượng, biểu hiện bằng các vết lõm, điểm nổ, vết cắt, v.v. trên bề mặt.đường hànĐiều này có thể dẫn đến ứng suất và biến dạng không đồng đều, ảnh hưởng đến hiệu suất của mối hàn. Trọng tâm chính là các loại khuyết tật này.
Quy trình xảy ra hiện tượng bắn tóe:
Hiện tượng bắn tóe kim loại xảy ra khi kim loại nóng chảy được phun vào vũng hàn theo hướng gần như vuông góc với bề mặt chất lỏng hàn do gia tốc cao. Điều này có thể thấy rõ trong hình dưới đây, nơi cột chất lỏng dâng lên từ chất lỏng hàn và phân hủy thành các giọt, tạo thành các tia bắn tóe.
cảnh xảy ra sự cố bắn tóe
Hàn laserNó được chia thành hàn dẫn nhiệt và hàn xuyên sâu.
Hàn dẫn nhiệt hầu như không tạo ra tia lửa bắn ra: Hàn dẫn nhiệt chủ yếu liên quan đến việc truyền nhiệt từ bề mặt vật liệu vào bên trong, hầu như không tạo ra tia lửa bắn ra trong quá trình này. Quá trình này không liên quan đến sự bay hơi kim loại mạnh hoặc các phản ứng luyện kim vật lý.
Hàn xuyên sâu là trường hợp chính gây ra hiện tượng bắn tóe nhiệt: Hàn xuyên sâu bao gồm việc tia laser đi thẳng vào vật liệu, truyền nhiệt vào vật liệu thông qua các lỗ nhỏ, và phản ứng trong quá trình này rất mạnh, khiến nó trở thành trường hợp chính gây ra hiện tượng bắn tóe nhiệt.
Như hình trên cho thấy, một số nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật chụp ảnh tốc độ cao kết hợp với kính trong suốt chịu nhiệt cao để quan sát trạng thái chuyển động của lỗ khóa trong quá trình hàn laser. Có thể thấy rằng tia laser về cơ bản chiếu vào thành trước của lỗ khóa, đẩy chất lỏng chảy xuống dưới, đi vòng qua lỗ khóa và đến phần đuôi của vũng nóng chảy. Vị trí chiếu tia laser bên trong lỗ khóa không cố định, và tia laser ở trạng thái hấp thụ Fresnel bên trong lỗ khóa. Trên thực tế, đó là trạng thái khúc xạ và hấp thụ đa lần, duy trì sự tồn tại của chất lỏng trong vũng nóng chảy. Vị trí khúc xạ của tia laser trong mỗi quá trình thay đổi theo góc của thành lỗ khóa, khiến lỗ khóa ở trạng thái chuyển động xoắn. Vị trí chiếu tia laser làm tan chảy, bay hơi, chịu lực và biến dạng, do đó sự rung động nhu động thúc đẩy chuyển động về phía trước.
Sự so sánh nêu trên sử dụng kính trong suốt chịu nhiệt cao, thực chất tương đương với mặt cắt ngang của vũng nóng chảy. Xét cho cùng, trạng thái dòng chảy của vũng nóng chảy khác với tình hình thực tế. Do đó, một số học giả đã sử dụng công nghệ đông lạnh nhanh. Trong quá trình hàn, vũng nóng chảy được đông lạnh nhanh chóng để thu được trạng thái tức thời bên trong lỗ khóa. Có thể thấy rõ rằng tia laser đang chiếu vào thành trước của lỗ khóa, tạo thành một bậc thang. Tia laser tác động lên rãnh bậc thang này, đẩy vũng nóng chảy chảy xuống dưới, lấp đầy khe hở của lỗ khóa trong quá trình di chuyển về phía trước của tia laser, và do đó thu được sơ đồ hướng dòng chảy gần đúng của dòng chảy bên trong lỗ khóa của vũng nóng chảy thực tế. Như hình bên phải cho thấy, áp suất phản hồi kim loại được tạo ra bởi sự bào mòn kim loại lỏng bằng laser đẩy vũng nóng chảy lỏng đi vòng qua thành trước. Lỗ khóa di chuyển về phía đuôi của vũng nóng chảy, trào lên như một đài phun nước từ phía sau và tác động vào bề mặt của vũng nóng chảy phía đuôi. Đồng thời, do sức căng bề mặt (nhiệt độ sức căng bề mặt càng thấp, tác động càng lớn), kim loại lỏng trong vũng nóng chảy phía đuôi bị sức căng bề mặt kéo về phía mép vũng nóng chảy, liên tục đông đặc. Phần kim loại lỏng có thể đông đặc trong tương lai sẽ tuần hoàn trở lại xuống phía đuôi lỗ khóa, và cứ thế tiếp diễn.
Sơ đồ minh họa hàn xuyên sâu lỗ khóa bằng laser: A: Hướng hàn; B: Tia laser; C: Lỗ khóa; D: Hơi kim loại, plasma; E: Khí bảo vệ; F: Thành trước lỗ khóa (mài sơ bộ trước khi nóng chảy); G: Dòng chảy ngang của vật liệu nóng chảy qua đường dẫn lỗ khóa; H: Giao diện đông đặc của vũng nóng chảy; I: Đường dẫn dòng chảy xuống của vũng nóng chảy.
Bản tóm tắt:
Quá trình tương tác giữa laser và vật liệu: Laser tác động lên bề mặt vật liệu, tạo ra sự bào mòn mạnh. Vật liệu trước tiên được nung nóng, tan chảy và bay hơi. Trong quá trình bay hơi mạnh, hơi kim loại di chuyển lên trên tạo ra áp suất phản lực hướng xuống dưới đối với vùng nóng chảy, dẫn đến hình thành lỗ khóa. Laser đi vào lỗ khóa và trải qua nhiều quá trình phát xạ và hấp thụ, dẫn đến việc cung cấp liên tục hơi kim loại để duy trì lỗ khóa; Laser chủ yếu tác động lên thành trước của lỗ khóa, và sự bay hơi chủ yếu xảy ra trên thành trước của lỗ khóa. Áp suất phản lực đẩy kim loại lỏng từ thành trước của lỗ khóa di chuyển xung quanh lỗ khóa về phía đuôi của vùng nóng chảy. Chất lỏng chuyển động với tốc độ cao xung quanh lỗ khóa sẽ tác động lên vùng nóng chảy theo hướng lên trên, tạo thành các sóng nổi. Sau đó, do sức căng bề mặt, nó di chuyển về phía mép và đông đặc theo chu trình này. Hiện tượng bắn tóe chủ yếu xảy ra ở mép của lỗ khóa, và kim loại lỏng trên thành trước sẽ di chuyển với tốc độ cao vòng qua lỗ khóa và tác động vào vị trí của vùng nóng chảy ở thành sau.
Thời gian đăng bài: 19/06/2024
