Introduzzjoni
L-applikazzjoni mifruxa tal-iwweldjar bil-lejżer għal-ligi tal-aluminju fil-produzzjoni industrijali tat benefiċċji sinifikanti għall-iżvilupp sostenibbli u l-progress soċjoekonomiku, peress li fl-istess ħin ittejjeb is-saħħa tal-weldjatura u tnaqqas il-konsum tal-enerġija. Minkejja l-prospetti promettenti għal dawn il-ligi, ir-riċerka attwali li tindirizza speċifikament it-tnaqqis tal-konsum tal-enerġija matul il-proċessi tal-iwweldjar bil-lejżer tagħhom għadha limitata. Dan l-istudju jikseb l-għanijiet doppji li jsaħħaħ is-saħħa konġunta u jnaqqas il-konsum tal-enerġija billi jinkorpora traċċi ta 'nanotubi tal-karbonju f'liga tal-aluminju 2A12. L-istudju jiddefinixxi "effiċjenza tal-iwweldjar", jistabbilixxi mudell tal-konsum tal-enerġija għall-iwweldjar bil-lejżer ta 'ligi tal-aluminju, u jwettaq analiżi komparattiva bejn il-proċess tal-iwweldjar bil-lejżer b'żieda ta' nanotubi tal-karbonju u l-proċess standard tal-iwweldjar bil-lejżer. Ir-riżultati juru li ż-żieda ta’ traċċi ta’ nanotubi tal-karbonju twassal għal tnaqqis fil-konsum tal-enerġija ta’ aktar minn 33 % u żieda fis-saħħa konġunta ta’ 101 MPa. Barra minn hekk, meta mqabbla ma' proċessi oħra tal-iwweldjar bil-lejżer għal-ligi tal-aluminju rrappurtati fil-letteratura eżistenti, din it-teknika turi vantaġġi sinifikanti ta' iffrankar tal-enerġija-. Dan it-titjib fil-prestazzjoni huwa attribwit għall-fatt li n-nanotubi tal-karbonju traċċa jżidu r-rata ta 'assorbiment tal-laser tal-liga tal-aluminju, filwaqt li n-nanotubi li jibqgħu fil-ġonta jaġixxu bħala mezz ta' rinfurzar. Dan l-istudju joffri għarfien u metodoloġiji ġodda għall-kisba ta' iwweldjar ta'-karbonju baxx, ta'-kwalità għolja ta' liegi tal-aluminju.
Dan l-istudju tejjeb b'mod sinifikanti l-effiċjenza enerġetika tal-iwweldjar bil-lejżer tal-liga tal-aluminju u naqqas il-konsum tal-enerġija tal-iwweldjar permezz taż-żieda ta 'traċċi ta' nanotubi tal-karbonju. L-ewwel, saret analiżi komparattiva bejn il-proċess standard tal-iwweldjar bil-lejżer u l-proċess tal-iwweldjar bil-lejżer li jinkorpora nanotubi tal-karbonju, ibbażat fuq mudelli stabbiliti ta 'konsum tal-enerġija u effiċjenza tal-iwweldjar. It-tieni, il-proċess LC-3 kien benchmarked kontra d-dejta tal-konsum tal-enerġija tal-laser irrappurtata fil-letteratura rilevanti. Fl-istess ħin, proprjetajiet mekkaniċi-metrika kritika għall-kwalità tal-iwweldjar-kienu inkorporati fil-qafas ta' evalwazzjoni għal kull ġonta. Fl-aħħar mill-aħħar, ġiet spjegata l-korrelazzjoni intrinsika bejn il-kapaċitajiet tal-iffrankar tal-enerġija tal-proċess LC-3 u l-prestazzjoni mtejba tal-ġonot iwweldjati. Is-sejbiet ewlenin huma miġbura fil-qosor kif ġej:
Meta mqabbel mal-proċess standard tal-iwweldjar bil-lejżer, il-proċess tal-iwweldjar bil-lejżer li jinkorpora traċċi ta 'nanotubi tal-karbonju (LC-3) wera żieda ta' 33% fl-effiċjenza tal-iwweldjar u kiseb iffrankar tal-enerġija ta 'madwar 33%. Barra minn hekk, il-proċess LC-3 wera vantaġġi sinifikanti f'termini ta 'tnaqqis tal-konsum tal-materjal.
Relattiv għall-proċessi eżistenti, il-proċess LC-3 kiseb l-ogħla effiċjenza tal-iwweldjar, u laħaq 60 mm²/s·kW. Għal-ligi tal-aluminju ta 'ħxuna ekwivalenti, il-proċess LC-3 wera wkoll l-inqas konsum tal-enerġija tal-laser.
Il-karatteristiċi superjuri tal--iffrankar tal-enerġija u tal--effiċjenza għolja tal-proċess LC-3 joriġinaw primarjament mill-proprjetajiet uniċi tal-assorbiment tad-dawl tan-nanotubi tat-traċċa tal-karbonju. Billi jimlew il-ħjata tal-weldjatura, dawn in-nanotubi tejbu b'mod sinifikanti r-rata ta 'assorbiment tal-enerġija tal-lejżer tal-liga tal-aluminju, u b'hekk jimminimizzaw it-telf tal-enerġija tal-lejżer matul l-istadji inizjali tal-proċess tal-iwweldjar.
