ليزر ويلڊنگ ۾ مضبوط ڪرڻ واري دراڙن جي ٺهڻ جو طريقو ۽ دٻاءُ جا طريقا

ليزر بيم ويلڊنگ، پنهنجي تيز رفتار، اعليٰ درستگي ۽ غير رابطي جي خاصيتن سان، گاڏين، ايرو اسپيس، ۽ اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جهڙن شعبن ۾ وڏي پيماني تي لاڳو ٿئي ٿو، خاص طور تي مختلف مواد جي ڪنيڪشن ۾ منفرد فائدا ڏيکاري ٿو. بهرحال، ويلڊنگ جي عمل دوران پيدا ٿيندڙ مضبوطي جي دراڙ (سوليفڪيشن ڪريڪنگ) ان جي صنعتي استعمال کي محدود ڪندڙ اهم نقصن مان هڪ آهي. اهي دراڙ عام طور تي فيوزن زون (فيوژن زون) ۾ مضبوطي جي آخر ۾ ٿينديون آهن، جيڪي حرارتي دٻاءُ، مضبوطي جي ڇڪڻ ۽ اناج جي حدن تي مائع فلم جي گڏيل اثرات جي ڪري پيدا ٿينديون آهن، خاص طور تي جوائنٽ جي ميڪيڪل ملڪيت ۽ ٿڪاوٽ جي زندگي کي گهٽائينديون آهن.

1. ٺهڻ جو طريقو

مضبوط ڪرڻ جي دراڙن جو بنيادي طريقو مضبوط ڪرڻ جي آخر ۾ اناج جي حدن تي باقي مائع فلم ۾ هوندو آهي. مضبوط ڪرڻ جي عمل دوران، پگھريل تلاءَ کي ٽن زونن ۾ ورهايو ويندو آهي: آزاد مائع زون، محدود مائع زون، ۽ مضبوط زون، جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي. محدود مائع زون ۾، مائع جو وهڪرو بند ٿي ويندو آهي ۽ مضبوط ڪرڻ جي ڇڪڻ سان پيدا ٿيندڙ دٻاءُ جي تلافي نٿو ڪري سگهي، جنهن جي نتيجي ۾ اناج جي حد جي علحدگي ٿيندي آهي. اناج جي حد جي توانائي (γgb) ۽ سالڊ-مائع انٽرفيس توانائي (γsl) جو تناسب مائع فلم جي استحڪام کي طئي ڪري ٿو: جيڪڏهن γgb < 2γsl، مائع فلم غير مستحڪم آهي ۽ اناج جي هم آهنگي ٿيندي آهي؛ ان جي برعڪس، مائع فلم مستحڪم آهي ۽ ٽڪراءُ جي شروعات ٿيڻ جو امڪان آهي.

ان کان علاوه، مضبوط ڪرڻ واري دراڙن جي ٺهڻ جو تعلق پڻ مواد جي ڌاتو جي خاصيتن سان آهي. مختلف مواد ۾ مختلف مضبوط ڪرڻ جون خاصيتون هونديون آهن، جهڙوڪ مضبوط ڪرڻ جي درجه حرارت جي حد، مضبوط ڪرڻ جي ڇڪڻ جي شرح، ۽ مصر جي عنصرن جي ورڇ، وغيره. اهي خاصيتون دراڙن جي حساسيت تي اثر انداز ٿين ٿيون. مثال طور، گهٽ پگھلڻ واري نقطي يوٽيڪٽڪ مرحلن جي وڏي مقدار تي مشتمل مواد ۾، مضبوط ڪرڻ واري دراڙن جي حساسيت وڌيڪ هوندي آهي ڇاڪاڻ ته اهي يوٽيڪٽڪ مرحلا مضبوط ڪرڻ دوران مسلسل مائع فلمون ٺاهڻ جو امڪان رکن ٿا، ان ڪري دراڙن جي ٺهڻ کي تيز ڪن ٿا.

دورانليزر ويلڊنگ جو عمل، ويلڊنگ پيرا ميٽرز جهڙوڪ ليزر پاور، ويلڊنگ جي رفتار، ۽ اسپاٽ سائيز پڻ مضبوط ڪرڻ واري دراڙن جي ٺهڻ تي اثر انداز ٿين ٿا. اهي پيرا ميٽر ويلڊنگ جي عمل دوران گرمي ان پٽ ۽ گرمي پد جي درجي کي متاثر ڪن ٿا، ان ڪري مضبوط ڪرڻ واري جوڙجڪ ۽ اناج جي مورفولوجي کي تبديل ڪن ٿا. مثال طور، وڌيڪ ليزر پاور ۽ گهٽ ويلڊنگ جي رفتار جي نتيجي ۾ وڌيڪ گرمي ان پٽ ۽ سست ٿڌي شرح پيدا ٿئي ٿي، جيڪا ڪالمنر ڪرسٽل جي واڌ کي فروغ ڏئي ٿي ۽ ٽڪر جي حساسيت کي وڌائي ٿي. ان جي برعڪس، گهٽ ليزر پاور ۽ وڌيڪ ويلڊنگ جي رفتار گهٽ گرمي ان پٽ ۽ تيز ٿڌي شرح ڏانهن وٺي ٿي، هڪجهڙائي واري ڪرسٽل جي ٺهڻ کي آسان بڻائي ٿي ۽ ٽڪر جي حساسيت کي گهٽائي ٿي.

2. دٻائڻ جا طريقا

مضبوط ٿيڻ واري دراڙن کي مؤثر طريقي سان دٻائڻ لاءِليزر ويلڊنگ، محققن مختلف حڪمت عمليون تجويز ڪيون آهن، جيڪي بنيادي طور تي اناج جي جوڙجڪ کي ڪنٽرول ڪرڻ، ويلڊنگ پيرا ميٽرز کي بهتر ڪرڻ، ۽ مادي خاصيتن کي بهتر ڪرڻ تي ڌيان ڏين ٿيون. اناج جي جوڙجڪ کي بهتر ڪرڻ سان، اناج جي حدن جو تعداد وڌائي سگهجي ٿو، ۽ دٻاءُ جي ڪنسنٽريشن جي ڪنسنٽريشن کي گهٽائي سگهجي ٿو، جنهن سان دراڙن جي ٺهڻ کي گهٽائي سگهجي ٿو. مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته ليزر بيم اوسيليشن ٽيڪنالاجي استعمال ڪندي، ڪالمنر ڪرسٽلز کي ٻين مواد کي شامل ڪرڻ کان سواءِ نفيس ايڪويڪسڊ ڪرسٽلز ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو. ليزر بيم اوسيليشن ليزر توانائي کي منتشر ڪري سگهي ٿي، جنهن جي ڪري پگھليل پول ۾ ٽربولنس پيدا ٿئي ٿي، ان ڪري ڪالمنر ڪرسٽلز جي واڌ جي هدايت کي ٽوڙيو وڃي ٿو ۽ ايڪويڪسڊ ڪرسٽلز جي ٺهڻ کي فروغ ڏئي ٿو، جيئن شڪل 3 ۾ ڏيکاريل آهي. ان کان علاوه، ليزر بيم اوسيليشن پگھليل پول جي ويڪر کي وڌائي سگھي ٿو، گرمي پد جي درجي کي گھٽائي سگھي ٿو، ۽ پگھليل پول جي مضبوط ٿيڻ جي وقت کي ڊگھو ڪري سگھي ٿو، جيڪو محلولن جي پکيڙ ۽ مائع فلمن جي ٻيهر ڀرڻ لاءِ سازگار آهي، ان ڪري مضبوط ٿيڻ جي دراڙن جي حساسيت کي خاص طور تي گھٽائي ٿو.

مختلف پول شڪلن جي تحت اناج جي حد جي مائع فلمن جي ورڇ.

ويلڊنگ پگھليل تلاءَ جو اسڪيميٽڪ ڊاگرام، الف، ب) بغير آڪسيليشن جي، ج، د) پسمانده آڪسيليشن، اي، ف) طول بلد آڪسيليشن، جي، ح) گهيري وارو آڪسيليشن.

ان کان علاوهليزر شعاعڊبل ليزر ذريعن کي استعمال ڪندي اوسيليشن ٽيڪنالاجي پڻ مضبوط ڪرڻ جي دراڙن کي دٻائڻ لاءِ هڪ مؤثر طريقو آهي. ڊبل ليزر ذريعا ٿرمل چڪر کي بهتر بڻائي ڪالمنر ڪرسٽل کان ايڪويڪسڊ ڪرسٽل ۾ تبديلي حاصل ڪري سگهن ٿا، ان ڪري اناج جي سائيز ۽ دٻاءُ جي ڪنسنٽريشن کي گهٽائي سگهن ٿا. مثال طور، جڏهن CO₂ ليزر کي مکيه گرمي ذريعو طور ۽ Nd:YAG پلسڊ ليزر کي معاون گرمي ذريعو طور استعمال ڪيو وڃي ٿو، ته ويلڊنگ دوران هڪ بهتر ٿيل ٿرمل چڪر ٺاهي سگهجي ٿو، جيڪو ايڪويڪسڊ ڪرسٽل جي ٺهڻ کي فروغ ڏئي ٿو ۽ مضبوط ڪرڻ جي دراڙن جي حساسيت کي گهٽائي ٿو، جيئن شڪل 4 ۾ ڏيکاريل آهي.

ويلڊنگ پيرا ميٽرز کي بهتر بڻائڻ پڻ مضبوط ڪرڻ واري دراڙن کي دٻائڻ جو هڪ اهم ذريعو آهي. ليزر پاور، ويلڊنگ جي رفتار، ۽ اسپاٽ سائيز جهڙن پيرا ميٽرز کي ترتيب ڏيڻ سان، ويلڊنگ جي عمل دوران گرمي ان پٽ ۽ گرمي پد جي درجي کي ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو، ان ڪري مضبوط ڪرڻ جي جوڙجڪ ۽ اناج جي مورفولوجي تي اثر انداز ٿئي ٿو. مطالعي مان ظاهر ٿيو آهي ته اڳي گرم ڪرڻ وارو علاج ٿڌي ڪرڻ جي شرح کي گهٽائي سگهي ٿو، هڪجهڙا ڪرسٽل جي ٺهڻ کي فروغ ڏئي سگهي ٿو، ۽ ان ڪري مضبوط ڪرڻ واري دراڙن جي حساسيت کي گهٽائي سگهي ٿو، جيئن شڪل 5 ۾ ڏيکاريل آهي. ان کان علاوه، پلسڊ ليزر ويلڊنگ استعمال ڪرڻ ۽ ويلڊنگ جي رفتار وڌائڻ جهڙا طريقا پڻ گرمي ان پٽ ۽ ٿڌي ڪرڻ جي شرح کي تبديل ڪندي ڪالمنر ڪرسٽل کان هڪجهڙا ڪرسٽل ۾ تبديلي حاصل ڪري سگهن ٿا، ان ڪري دراڙن جي حساسيت کي گهٽائي سگهجي ٿو.

شڪل 5. الف) غير گرم ٿيل، ب) 300 °C تي اڳ ۾ گرم ٿيل برابر اناج.

جڏهن ليزر سان مختلف مواد ويلڊنگ ڪئي ويندي آهي، ته پوءِ مواد جي وچ ۾ جسماني ۽ ڪيميائي خاصيتن ۾ اهم فرق جي ڪري، ڀُرندڙ انٽرميٽلڪ مرڪب ٺهڻ جو امڪان هوندو آهي، جيڪي مضبوط ڪرڻ جي دراڙن جي مکيه سببن مان هڪ آهن. تنهن ڪري، انٽرميٽلڪ مرڪبن جي ٺهڻ يا مقدار کي گهٽائڻ لاءِ ليزر پيرا ميٽرز ۽ سيٽنگز کي ترتيب ڏيڻ پڻ مضبوط ڪرڻ جي دراڙن کي دٻائڻ لاءِ هڪ اهم حڪمت عملي آهي. مثال طور، ڪاپر-ايلومينيم مختلف مواد جي ليزر ويلڊنگ ۾، ليزر بيم جي آفسيٽ ۽ ويلڊنگ جي رفتار کي ڪنٽرول ڪندي، پگھليل پول ۾ ٽامي ۽ ايلومينيم جي ملاوٽ جي تناسب کي گهٽائي سگهجي ٿو، جنهن سان ڀُرندڙ انٽرميٽلڪ مرڪبن جي ٺهڻ کي گهٽائي سگهجي ٿو ۽ دراڙن جي حساسيت کي گهٽائي سگهجي ٿو. ان کان علاوه، فلر مواد استعمال ڪرڻ سان ويلڊڊ جوائنٽ جي ڪارڪردگي کي به بهتر بڻائي سگهجي ٿو ۽ دراڙن جي ٺهڻ کي گهٽائي سگهجي ٿو. فلر مواد ويلڊڊ جوائنٽ جي بناوت ۽ مائڪرو اسٽرڪچر کي تبديل ڪندي انٽرميٽلڪ مرڪبن جي ٺهڻ کي گهٽائي سگهي ٿو ۽ ويلڊڊ جوائنٽ جي سختي کي بهتر بڻائي سگهي ٿو.

ليزر ويلڊنگ جي عملن ۾ سوليفڪيشن ڪرڪس عام خرابين مان هڪ آهن. انهن جي ٺهڻ جو طريقو پيچيده آهي ۽ ان ۾ گرمي، ميڪينڪس ۽ ڌاتوءَ جهڙن ڪيترن ئي عنصرن جو رابطو شامل آهي. سوليفڪيشن ڪرڪس جي ٺهڻ جي طريقيڪار جو گہرا مطالعو ڪندي، ڪرڪس کي دٻائڻ لاءِ نظرياتي بنياد فراهم ڪري سگهجي ٿو. تازن سالن ۾، محققن سوليفڪيشن ڪرڪس کي دٻائڻ لاءِ مختلف حڪمت عمليون تجويز ڪيون آهن، جيڪي بنيادي طور تي اناج جي جوڙجڪ کي ڪنٽرول ڪرڻ، ويلڊنگ جي پيرا ميٽرز کي بهتر ڪرڻ، ۽ مادي خاصيتن کي بهتر بڻائڻ تي ڌيان ڏين ٿيون. مشق ثابت ڪيو آهي ته اهي حڪمت عمليون هڪ خاص حد تائين سوليفڪيشن ڪرڪس جي حساسيت کي مؤثر طريقي سان گهٽائي سگهن ٿيون ۽ ليزر ويلڊنگ جي معيار ۽ اعتبار کي بهتر بڻائي سگهن ٿيون. بهرحال، ليزر ويلڊنگ جي عمل جي پيچيدگي ۽ تنوع جي ڪري، موجوده تحقيق ۾ اڃا تائين ڪجهه خاميون آهن. مثال طور، مختلف مواد ۽ ويلڊنگ جي حالتن هيٺ سوليفڪيشن ڪرڪس جي روڪٿام جي طريقيڪار لاءِ، اڃا تائين وڌيڪ گهري تحقيق جي ضرورت آهي.