ଯେତେବେଳେ ଇସ୍ପାତକୁ ଆଲୁମିନିୟମ ସହିତ ସଂଯୋଗ କରାଯାଏ, ସଂଯୋଗ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ Fe ଏବଂ Al ପରମାଣୁ ମଧ୍ୟରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଭଙ୍ଗୁର ଆନ୍ତଃଧାତୁ ଯୌଗିକ (IMCs) ଗଠନ କରେ। ଏହି IMCs ର ଉପସ୍ଥିତି ସଂଯୋଗର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତିକୁ ସୀମିତ କରେ, ତେଣୁ ଏହି ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ପରିମାଣକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ। IMCs ଗଠନର କାରଣ ହେଉଛି Al ରେ Fe ର ଦ୍ରବଣୀୟତା କମ। ଯଦି ଏହା ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପରିମାଣ ଅତିକ୍ରମ କରେ, ତେବେ ଏହା ୱେଲ୍ଡର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେ। IMC ଗୁଡ଼ିକର କଠୋରତା, ସୀମିତ ନମନୀୟତା ଏବଂ କଠିନତା ଏବଂ ରୂପଗତ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଭଳି ଅନନ୍ୟ ଗୁଣ ଅଛି। ଗବେଷଣାରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଅନ୍ୟ IMCs ତୁଳନାରେ, Fe2Al5 IMC ସ୍ତରକୁ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ସବୁଠାରୁ ଭଙ୍ଗୁର ବୋଲି ବିବେଚନା କରାଯାଏ (11.8)।± 1.8 GPa) IMC ପର୍ଯ୍ୟାୟ, ଏବଂ ୱେଲ୍ଡିଂ ବିଫଳତା ଯୋଗୁଁ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣରେ ହ୍ରାସର ମୁଖ୍ୟ କାରଣ ମଧ୍ୟ। ଏହି ପତ୍ରଟି ଏକ ଆଡଜଷ୍ଟେବଲ୍ ରିଙ୍ଗ ମୋଡ୍ ଲେଜର ବ୍ୟବହାର କରି IF ଷ୍ଟିଲ୍ ଏବଂ 1050 ଆଲୁମିନିୟମର ଦୂରବର୍ତ୍ତୀ ଲେଜର ୱେଲ୍ଡିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ତଦନ୍ତ କରେ, ଏବଂ ଇଣ୍ଟରମେଟାଲିକ୍ ଯୌଗିକ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଗଠନ ଉପରେ ଲେଜର ବିମ୍ ଆକାରର ପ୍ରଭାବକୁ ଗଭୀର ଭାବରେ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରେ। କୋର୍/ରିଙ୍ଗ୍ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତକୁ ସଜାଡ଼ିବା ଦ୍ୱାରା, ଏହା ଜଣାପଡିଲା ଯେ 0.2 ର ଏକ କୋର୍/ରିଙ୍ଗ୍ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ଉତ୍ତମ ୱେଲ୍ଡ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ବନ୍ଧନ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ର ହାସଲ କରିପାରିବ ଏବଂ Fe2Al5 IMC ର ଘନତାକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ହ୍ରାସ କରିପାରିବ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ସନ୍ଧିର ସିୟର ଶକ୍ତିରେ ଉନ୍ନତି ଆସିଥାଏ।
ଏହି ଲେଖାଟି IF ଷ୍ଟିଲ୍ ଏବଂ 1050 ଆଲୁମିନିୟମର ରିମୋଟ୍ ଲେଜର ୱେଲ୍ଡିଂ ସମୟରେ ଇଣ୍ଟରମେଟାଲିକ୍ ଯୌଗିକ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ଗଠନ ଉପରେ ଆଡଜଷ୍ଟେବଲ୍ ରିଙ୍ଗ ମୋଡ୍ ଲେଜରର ପ୍ରଭାବକୁ ପରିଚିତ କରାଏ। ଗବେଷଣା ଫଳାଫଳଗୁଡ଼ିକ ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ପରିବହନ ମୋଡ୍ ଅଧୀନରେ, 0.2 ର ଏକ କୋର୍/ରିଙ୍ଗ୍ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ଏକ ବୃହତ୍ ୱେଲ୍ଡ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ ବନ୍ଧନ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ର ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ସର୍ବାଧିକ 97.6 N/mm2 (71% ର ସଂଯୁକ୍ତ ଦକ୍ଷତା) ସିଅର୍ ଶକ୍ତି ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିଫଳିତ ହୁଏ। ଏହା ସହିତ, 1 ରୁ ଅଧିକ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ସହିତ ଗୌସିଆନ୍ ବିମ୍ ତୁଳନାରେ, ଏହା Fe2Al5 ଇଣ୍ଟରମେଟାଲିକ୍ ଯୌଗିକ (IMC) ର ଘନତାକୁ 62% ଏବଂ ମୋଟ IMC ଘନତାକୁ 40% ହ୍ରାସ କରେ। ଛିଦ୍ର ମୋଡ୍ରେ, ପରିବହନ ମୋଡ୍ ତୁଳନାରେ ଫାଟ ଏବଂ ନିମ୍ନ ସିଅର୍ ଶକ୍ତି ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା। ଏହା ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଯେ କୋର୍/ରିଙ୍ଗ୍ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ 0.5 ଥିଲା ବେଳେ ୱେଲ୍ଡ ସିମ୍ରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଶସ୍ୟ ପରିଶୋଧନ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଥିଲା।
ଯେତେବେଳେ r=0, କେବଳ ଲୁପ୍ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପନ୍ନ ହୁଏ, ଯେତେବେଳେ r=1, କେବଳ କୋର୍ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପନ୍ନ ହୁଏ।
ଗୌସିଆନ୍ ବିମ୍ ଏବଂ କର୍ଣିକା ବିମ୍ ମଧ୍ୟରେ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ r ର ଯୋଜନାବଦ୍ଧ ଚିତ୍ର
(କ) ୱେଲ୍ଡିଂ ଡିଭାଇସ୍; (ଖ) ୱେଲ୍ଡ ପ୍ରୋଫାଇଲର ଗଭୀରତା ଏବଂ ପ୍ରସ୍ଥ; (ଗ) ନମୁନା ଏବଂ ଫିକ୍ସଚର ସେଟିଂସ୍ ପ୍ରଦର୍ଶନର ଯୋଜନାବଦ୍ଧ ଚିତ୍ର
MC ପରୀକ୍ଷା: କେବଳ ଗୌସିଆନ୍ ବିମ୍ କ୍ଷେତ୍ରରେ, ୱେଲ୍ଡ ସିମ୍ ପ୍ରାରମ୍ଭରେ ଅଗଭୀର ପରିବହନ ମୋଡ୍ (ID 1 ଏବଂ 2) ରେ ଥାଏ, ଏବଂ ତା’ପରେ ଆଂଶିକ ଭାବରେ ଭେଦକାରୀ ଲକ୍ ହୋଲ୍ ମୋଡ୍ (ID 3-5) କୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହୁଏ, ଯେଉଁଥିରେ ସ୍ପଷ୍ଟ ଫାଟ ଦେଖାଯାଏ। ଯେତେବେଳେ ରିଙ୍ଗ ପାୱାର 0 ରୁ 1000 W କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଲା, ସେତେବେଳେ ID 7 ରେ କୌଣସି ସ୍ପଷ୍ଟ ଫାଟ ନଥିଲା ଏବଂ ଲୁହା ସମୃଦ୍ଧିର ଗଭୀରତା ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ କମ୍ ଥିଲା। ଯେତେବେଳେ ରିଙ୍ଗ ପାୱାର 2000 ଏବଂ 2500 W (ID 9 ଏବଂ 10) କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ସେତେବେଳେ ସମୃଦ୍ଧ ଲୁହା ଜୋନର ଗଭୀରତା ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। 2500W ରିଙ୍ଗ ପାୱାର (ID 10) ରେ ଅତ୍ୟଧିକ ଫାଟ।
MR ପରୀକ୍ଷା: ଯେତେବେଳେ କୋର ପାୱାର 500 ଏବଂ 1000 W (ID 11 ଏବଂ 12) ମଧ୍ୟରେ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ୱେଲ୍ଡ ସିମ୍ ପରିବହନ ମୋଡ୍ରେ ଥାଏ; ID 12 ଏବଂ ID 7 ତୁଳନା କଲେ, ଯଦିଓ ମୋଟ ପାୱାର (6000w) ସମାନ, ID 7 ଏକ ଲକ୍ ହୋଲ୍ ମୋଡ୍ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ କରେ। ଏହା ପ୍ରମୁଖ ଲୁପ୍ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ (r=0.2) ଯୋଗୁଁ ID 12 ରେ ପାୱାର ଘନତ୍ୱରେ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ହ୍ରାସ ହେତୁ ହୋଇଥାଏ। ଯେତେବେଳେ ମୋଟ ପାୱାର 7500 W (ID 15) ରେ ପହଞ୍ଚିଥାଏ, ସେତେବେଳେ ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରବେଶ ମୋଡ୍ ହାସଲ କରାଯାଇପାରିବ, ଏବଂ ID 7 ରେ ବ୍ୟବହୃତ 6000 W ସହିତ ତୁଳନା କଲେ, ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରବେଶ ମୋଡ୍ର ଶକ୍ତି ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥାଏ।
IC ପରୀକ୍ଷଣ: କଣ୍ଡକ୍ଟଡ୍ ମୋଡ୍ (ID 16 ଏବଂ 17) 1500w କୋର୍ ପାୱାର ଏବଂ 3000w ଏବଂ 3500w ରିଙ୍ଗ ପାୱାରରେ ହାସଲ କରାଯାଇଥିଲା। ଯେତେବେଳେ କୋର୍ ପାୱାର 3000w ଏବଂ ରିଙ୍ଗ ପାୱାର 1500w ଏବଂ 2500w (ID 19-20) ମଧ୍ୟରେ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ସମୃଦ୍ଧ ଲୁହା ଏବଂ ସମୃଦ୍ଧ ଆଲୁମିନିୟମ ମଧ୍ୟରେ ଇଣ୍ଟରଫେସରେ ସ୍ପଷ୍ଟ ଫାଟ ଦେଖାଯାଏ, ଯାହା ଏକ ସ୍ଥାନୀୟ ଭେଦିବା ଛୋଟ ଗାତ ପ୍ୟାଟର୍ନ ଗଠନ କରେ। ଯେତେବେଳେ ରିଙ୍ଗ୍ ପାୱାର 3000 ଏବଂ 3500w (ID 21 ଏବଂ 22) ହୁଏ, ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରବେଶ କୀହୋଲ୍ ମୋଡ୍ ହାସଲ କରନ୍ତୁ।
ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପ ତଳେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ୱେଲ୍ଡିଂ ଚିହ୍ନଟକରଣର ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରୁଥିବା କ୍ରସ୍-ସେକ୍ସନାଲ୍ ଚିତ୍ର।
ଚିତ୍ର ୪. (କ) ୱେଲ୍ଡିଂ ପରୀକ୍ଷାରେ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଟେନସାଇଲ୍ ଶକ୍ତି (UTS) ଏବଂ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ; (ଖ) ସମସ୍ତ ୱେଲ୍ଡିଂ ପରୀକ୍ଷାର ମୋଟ ଶକ୍ତି
ଚିତ୍ର 5. (କ) ଦିଗ ଅନୁପାତ ଏବଂ UTS ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ; (ଖ) ପ୍ରସାରଣ ଏବଂ ପ୍ରବେଶ ଗଭୀରତା ଏବଂ UTS ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ; (ଗ) ସମସ୍ତ ୱେଲ୍ଡିଂ ପରୀକ୍ଷା ପାଇଁ ଶକ୍ତି ଘନତା
ଚିତ୍ର 6. (ac) ଭିକର୍ସ ମାଇକ୍ରୋହାର୍ଡନେସ୍ ଇଣ୍ଡେଣ୍ଟେସନ୍ କଣ୍ଟୋର ମ୍ୟାପ୍; (df) ପ୍ରତିନିଧି ପରିବହନ ମୋଡ୍ ୱେଲ୍ଡିଂ ପାଇଁ ଅନୁରୂପ SEM-EDS ରାସାୟନିକ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା; (g) ଷ୍ଟିଲ୍ ଏବଂ ଆଲୁମିନିୟମ୍ ମଧ୍ୟରେ ଇଣ୍ଟରଫେସର ଯୋଜନାବଦ୍ଧ ଚିତ୍ର; (h) Fe2Al5 ଏବଂ ପରିବହନ ମୋଡ୍ ୱେଲ୍ଡର ମୋଟ IMC ଘନତା
ଚିତ୍ର 7. (ac) ଭିକର୍ସ ମାଇକ୍ରୋହାର୍ଡନେସ୍ ଇଣ୍ଡେଣ୍ଟେସନ୍ କଣ୍ଟୋର ମ୍ୟାପ୍; (df) ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରୁଥିବା ସ୍ଥାନୀୟ ପ୍ରବେଶ ଛିଦ୍ର ମୋଡ୍ ୱେଲ୍ଡିଂ ପାଇଁ ଅନୁରୂପ SEM-EDS ରାସାୟନିକ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍
ଚିତ୍ର 8. (ac) ଭିକର୍ସ ମାଇକ୍ରୋହାର୍ଡନେସ୍ ଇଣ୍ଡେଣ୍ଟେସନ୍ କଣ୍ଟୋର ମ୍ୟାପ୍; (df) ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରବେଶ ଛିଦ୍ର ମୋଡ୍ ୱେଲ୍ଡିଂ ପାଇଁ ଅନୁରୂପ SEM-EDS ରାସାୟନିକ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍
ଚିତ୍ର 9. EBSD ପ୍ଲଟ୍ ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରବେଶ ଛିଦ୍ର ମୋଡ୍ ପରୀକ୍ଷାରେ ଲୁହା ସମୃଦ୍ଧ ଅଞ୍ଚଳ (ଉପର ପ୍ଲେଟ୍) ର ଶସ୍ୟ ଆକାର ଦର୍ଶାଏ, ଏବଂ ଶସ୍ୟ ଆକାର ବଣ୍ଟନର ପରିମାଣ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ।
ଚିତ୍ର ୧୦. ସମୃଦ୍ଧ ଲୁହା ଏବଂ ସମୃଦ୍ଧ ଆଲୁମିନିୟମ ମଧ୍ୟରେ ଇଣ୍ଟରଫେସର SEM-EDS ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ IF ଷ୍ଟିଲ୍-1050 ଆଲୁମିନିୟମ ମିଶ୍ରଧାତୁ ଭିନ୍ନ ଲ୍ୟାପ୍ ୱେଲ୍ଡିଂ ସନ୍ଧିରେ IMC ର ଗଠନ, ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚର ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଉପରେ ARM ଲେଜରର ପ୍ରଭାବ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଇଥିଲା। ଅଧ୍ୟୟନରେ ତିନୋଟି ୱେଲ୍ଡିଂ ମୋଡ୍ (ପରିଚାଳନ ମୋଡ୍, ସ୍ଥାନୀୟ ପ୍ରବେଶ ମୋଡ୍, ଏବଂ ପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରବେଶ ମୋଡ୍) ଏବଂ ତିନୋଟି ଚୟନିତ ଲେଜର ବିମ୍ ଆକୃତି (ଗୌସିଆନ୍ ବିମ୍, କର୍ଣିକାଲ୍ ବିମ୍, ଏବଂ ଗୌସିଆନ୍ କର୍ଣିକାଲ୍ ବିମ୍) ବିଚାର କରାଯାଇଥିଲା। ଗବେଷଣା ଫଳାଫଳ ସୂଚିତ କରେ ଯେ ଗୌସିଆନ୍ ବିମ୍ ଏବଂ କର୍ଣିକାଲ୍ ବିମ୍ ର ଉପଯୁକ୍ତ ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ଚୟନ କରିବା ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ମୋଡାଲ୍ କାର୍ବନର ଗଠନ ଏବଂ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚରକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ପାରାମିଟର, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ୱେଲ୍ଡର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣକୁ ସର୍ବାଧିକ କରିଥାଏ। ପରିବହନ ମୋଡ୍ ରେ, 0.2 ର ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ସହିତ ଏକ ବୃତ୍ତାକାର ବିମ୍ ସର୍ବୋତ୍ତମ ୱେଲ୍ଡିଂ ଶକ୍ତି (71% ସନ୍ଧି ଦକ୍ଷତା) ପ୍ରଦାନ କରେ। ଛିଦ୍ର ମୋଡ୍ ରେ, ଗାଉସିଆନ୍ ବିମ୍ ଅଧିକ ୱେଲ୍ଡିଂ ଗଭୀରତା ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଦିଗ ଅନୁପାତ ଉତ୍ପାଦନ କରେ, କିନ୍ତୁ ୱେଲ୍ଡିଂ ତୀବ୍ରତା ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ ପାଏ। 0.5 ର ଶକ୍ତି ଅନୁପାତ ସହିତ କର୍ଣିକାଲ୍ ବିମ୍ ୱେଲ୍ଡ ସିମ୍ ରେ ଷ୍ଟିଲ୍ ପାର୍ଶ୍ୱ ଶସ୍ୟର ପରିଷ୍କାରଣ ଉପରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ। ଏହା କର୍ଣ୍ଣାକାର ବିମର ନିମ୍ନ ଶୀର୍ଷ ତାପମାତ୍ରା ଯୋଗୁଁ ଦ୍ରୁତ ଶୀତଳତା ହାର ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ଏବଂ ଶସ୍ୟ ଗଠନ ଉପରେ ୱେଲ୍ଡ ସିମର ଉପର ଅଂଶ ଆଡକୁ Al ଦ୍ରବଣୀୟ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣର ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ପ୍ରଭାବ ହେତୁ ହୋଇଥାଏ। ଭିକର ମାଇକ୍ରୋହାର୍ଡନେସ୍ ଏବଂ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଭଲ୍ୟୁମ୍ ପ୍ରତିଶତର ଥର୍ମୋ କ୍ୟାଲକର ପୂର୍ବାନୁମାନ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଦୃଢ଼ ସମ୍ପର୍କ ଅଛି। Fe4Al13 ର ଭଲ୍ୟୁମ୍ ପ୍ରତିଶତ ଯେତେ ବଡ଼ ହେବ, ମାଇକ୍ରୋହାର୍ଡନେସ୍ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜାନୁଆରୀ-୨୫-୨୦୨୪
