Définition du défaut d'éclaboussure : Les éclaboussures en soudage font référence aux gouttelettes de métal en fusion éjectées du bain de fusion pendant le processus de soudage. Ces gouttelettes peuvent tomber sur la surface de travail environnante, provoquant des rugosités et des irrégularités sur la surface, et peuvent également provoquer une perte de qualité du bain fondu, entraînant des bosses, des points d'explosion et d'autres défauts sur la surface de la soudure qui affectent les propriétés mécaniques de la soudure. .
Les éclaboussures en soudage font référence aux gouttelettes de métal en fusion éjectées du bain de fusion pendant le processus de soudage. Ces gouttelettes peuvent tomber sur la surface de travail environnante, provoquant des rugosités et des irrégularités sur la surface, et peuvent également provoquer une perte de qualité du bain fondu, entraînant des bosses, des points d'explosion et d'autres défauts sur la surface de la soudure qui affectent les propriétés mécaniques de la soudure. .
Classement des éclaboussures :
Petites éclaboussures : Gouttelettes de solidification présentes au bord du cordon de soudure et à la surface du matériau, affectant principalement l'aspect et n'ayant aucun impact sur les performances ; Généralement, la limite à distinguer est que la gouttelette représente moins de 20 % de la largeur de fusion du cordon de soudure ;
Grosses éclaboussures : il y a une perte de qualité, se manifestant par des bosses, des points d'explosion, des contre-dépouilles, etc. sur la surface du cordon de soudure, ce qui peut entraîner des contraintes et des déformations inégales, affectant les performances du cordon de soudure. L’accent est mis principalement sur ces types de défauts.
Processus d'apparition des éclaboussures :
Les éclaboussures se manifestent par l'injection de métal en fusion dans le bain de fusion dans une direction à peu près perpendiculaire à la surface du liquide de soudage en raison d'une forte accélération. Cela est clairement visible sur la figure ci-dessous, où la colonne de liquide s'élève de la masse fondue et se décompose en gouttelettes, formant des éclaboussures.
Scène d'occurrence d'éclaboussures
Le soudage au laser est divisé en soudage par conductivité thermique et soudage à pénétration profonde.
Le soudage par conductivité thermique ne provoque pratiquement aucune éclaboussure : le soudage par conductivité thermique implique principalement le transfert de chaleur de la surface du matériau vers l'intérieur, avec presque aucune éclaboussure générée pendant le processus. Le processus n’implique pas d’évaporation importante du métal ni de réactions métallurgiques physiques.
Le soudage à pénétration profonde est le principal scénario dans lequel des éclaboussures se produisent : le soudage à pénétration profonde implique que le laser pénètre directement dans le matériau, transférant la chaleur au matériau à travers des trous de serrure, et la réaction du processus est intense, ce qui en fait le principal scénario dans lequel des éclaboussures se produisent.
Comme le montre la figure ci-dessus, certains chercheurs utilisent la photographie à grande vitesse combinée à du verre transparent à haute température pour observer l'état de mouvement du trou de serrure pendant le soudage au laser. On peut constater que le laser frappe essentiellement la paroi avant du trou de serrure, poussant le liquide à s'écouler vers le bas, contournant le trou de serrure et atteignant la queue du bassin de fusion. La position où le laser est reçu à l’intérieur du trou de serrure n’est pas fixe et le laser est dans un état d’absorption de Fresnel à l’intérieur du trou de serrure. En fait, il s’agit d’un état de réfraction et d’absorption multiples, maintenant l’existence du liquide de la piscine fondue. La position de la réfraction du laser au cours de chaque processus change avec l'angle de la paroi du trou de serrure, provoquant un mouvement de torsion du trou de serrure. La position d'irradiation laser fond, s'évapore, est soumise à une force et se déforme, de sorte que la vibration péristaltique avance.
La comparaison mentionnée ci-dessus utilise du verre transparent à haute température, ce qui équivaut en fait à une vue en coupe transversale du bassin en fusion. Après tout, l’état d’écoulement du bain de fusion est différent de la situation réelle. Par conséquent, certains chercheurs ont utilisé la technologie de congélation rapide. Pendant le processus de soudage, le bain de fusion est rapidement gelé pour obtenir l'état instantané à l'intérieur du trou de serrure. On voit clairement que le laser frappe la paroi avant du trou de serrure, formant une marche. Le laser agit sur cette rainure en gradins, poussant le bain de fusion vers le bas, remplissant l'espace en trou de serrure pendant le mouvement vers l'avant du laser, et obtenant ainsi le diagramme approximatif de direction d'écoulement de l'écoulement à l'intérieur du trou de serrure du bain de fusion réel. Comme le montre la figure de droite, la pression de recul du métal générée par l'ablation laser du métal liquide pousse le bassin liquide en fusion à contourner la paroi avant. Le trou de serrure se déplace vers la queue du bassin de fusion, s’élevant comme une fontaine depuis l’arrière et impactant la surface du bassin de fusion de queue. Dans le même temps, en raison de la tension superficielle (plus la température de tension superficielle est basse, plus l'impact est important), le métal liquide dans le bain de fusion de queue est tiré par la tension superficielle pour se déplacer vers le bord du bain de fusion, se solidifiant continuellement. . Le métal liquide qui pourra être solidifié dans le futur circule vers la queue du trou de serrure, et ainsi de suite.
Diagramme schématique du soudage par pénétration profonde en trou de serrure laser : A : Direction du soudage ; B : Faisceau laser ; C : trou de serrure ; D : Vapeur métallique, plasma ; E : Gaz protecteur ; F : Paroi avant en trou de serrure (meulage avant fusion) ; G : Flux horizontal de matière fondue à travers le chemin en trou de serrure ; H : Interface de solidification du pool de fusion ; I : Le chemin d’écoulement descendant du bassin de fusion.
Le processus d'interaction entre le laser et le matériau : Le laser agit sur la surface du matériau, produisant une ablation intense. Le matériau est d’abord chauffé, fondu et évaporé. Au cours du processus d'évaporation intense, la vapeur de métal se déplace vers le haut pour donner au bassin en fusion une pression de recul vers le bas, créant ainsi un trou de serrure. Le laser pénètre dans le trou de serrure et subit de multiples processus d'émission et d'absorption, ce qui entraîne un apport continu de vapeur métallique maintenant le trou de serrure ; Le laser agit principalement sur la paroi avant du trou de serrure, et l'évaporation se produit principalement sur la paroi avant du trou de serrure. La pression de recul pousse le métal liquide de la paroi avant du trou de serrure pour se déplacer autour du trou de serrure vers la queue du bassin en fusion. Le liquide se déplaçant à grande vitesse autour du trou de serrure impactera la flaque de fusion vers le haut, formant des vagues surélevées. Ensuite, poussé par la tension superficielle, il se déplace vers le bord et se solidifie selon un tel cycle. Les éclaboussures se produisent principalement au bord de l'ouverture du trou de serrure, et le métal liquide sur la paroi avant contournera à grande vitesse le trou de serrure et aura un impact sur la position du bassin de fusion de la paroi arrière.
Heure de publication : 29 mars 2024
