01
Paberi tutvustus
Ütrium-stabiliseeritud tsirkooniumoksiidoksiidi (YSZ) keraamikat kasutatakse laialdaselt sellistes insenerivaldkondades,-nagu termotõkkekatted ja biomeditsiin-oma kõrge sulamistemperatuuri, erakordse kõvaduse ja suurepärase korrosioonikindluse tõttu. Traditsioonilised keraamilised ühendamistehnikad (nt kõvajoodisjootmine ja difusioonliimimine) nõuavad tavaliselt kogu sõlme pikaajalist termilist töötlemist kõrge temperatuuriga ahjus; see protsess võib kahjustada sisemiselt kapseldatud elektrooniliste komponentide funktsionaalsust ja töödeldavate proovide suurust piiravad tõsiselt ahjukambri mõõtmed. Järelikult on tungiv vajadus välja töötada kiired, lokaliseeritud ühendamismeetodid, mida iseloomustab madal soojussisend. Kui ülikiire laserkeevituse eeliseks on äärmiselt madal soojussisend, siis YSZ-keraamika otsekeevitamise tulemuseks on väga kontsentreeritud energia sadestumine, mis põhjustab tugevat materjali ablatsiooni. See ablatsioon avaldub teravate kolmnurksete sälkudena, mis kutsuvad esile märkimisväärse pingekontsentratsiooni ja viivad lõppkokkuvõttes vuugi tugevuseni, mis on oluliselt väiksem kui lähtematerjalil.
02
**Täielik tekstülevaade**
Raske ablatsiooni ja pingekontsentratsiooni kriitiliste probleemide lahendamiseks pakub see uuring välja uudse meetodi YSZ-keraamika liitkeevitamiseks, kasutades võnkuvat ülikiiret laserit. Reguleerides ülikiire laseri võnkumist mööda kindlat trajektoori, laiendab see meetod laseri ja substraadi interaktsiooniala, hajutades seeläbi laseri energiatihedust liideses. Tulemused näitavad, et võrrelduna otsekeevitusega muudab võnkuv keevitamine teravad ablatsioonisälgud siledateks, sõrmetaolisteks sälkudeks ja indutseerib sulamistsoonis kumera sammaskujulise terastruktuuri moodustumist, parandades sellega märkimisväärselt liite mehaanilisi omadusi. Lisaks sellele, et lahendada ühepoolse -poolse keevitusega seotud ebapiisava läbitungimissügavuse probleem, rakendati selles uuringus edukalt kahepoolset-võnkuvat keevitustehnikat; Selle lähenemisviisiga saavutati täieliku-paksusega keevitus ilma mittetäielike läbitungimisdefektideta, mille tulemuseks oli liite nelja-punkti paindetugevuse oluline paranemine.
03
**Illustreeritud analüüs**
Joonis 1 illustreerib võnkuva ülikiire laserkeevituse protsessi põhimõtteid ja selle kasulikku mõju tekkivate ühenduste makro{1}} ja mikro-morfoloogiale. Keevitusprotsessi ajal asetatakse proov arvuti-juhitavale kolme-teljelisele (XYZ) liikumisplatvormile; kui laserkiir liigub lineaarselt mööda Y--telge, läbib see samaaegselt külgvõnkumist piki X--telge, järgides kolmnurkset lainekuju (joonised . 1a ja 1b). See energia ümberjaotumine võnkumise kaudu muudab teravad kolmnurksed ablatsioonisälgud-, mis tavaliselt tekivad otsese (mitte-võnkuva) keevitamise ajal (joonis. 1-c1)-sujuvamaks, sõrmetaoliseks Mikrostruktuuri osas kutsub võnkuva laseri segav toime sulabasseinile esile kumerate sammaskujuliste terastruktuuride moodustumise liigeses, mis on orienteeritud paralleelselt laseri võnketrajektooriga (joonis . 1e). Sulanduvööndi (II piirkond) murdumismorfoloogia (joonis . 1d) näitab lisaks, et mehaanilise koormuse korral kipuvad need lainelised piklikud sammaskujulised terad piki oma terade piire ja lõhenemistasandeid murduma. Kui praod levivad mööda neid kumeraid terapiire, on nad sunnitud pidevalt oma suunda muutma; see suurendab oluliselt nii pragude levimise pindala kui ka purunemiseks vajalikku energiat, parandades seeläbi oluliselt liigese mehaanilisi omadusi.
Joonis 2 illustreerib põhjalikult mikrostruktuurilisi erinevusi ühe-- ja kahepoolse võnkuva ülikiire laserkeevitusega- toodetud liigeste vahel, samuti nende erinevuste mõju nelja-punkti paindetugevusele. Joonisel 2a on kujutatud ühepoolse võnketehnikaga keevitatud liite ristlõiget ja murdumismorfoloogiat 900 mW 900 mW ja keevituskiirusel 0,1 mm/s. Kuna ühepoolne võnketehnika hajutab laserenergiat, väheneb sulamissügavus märkimisväärselt; järelikult ei saavutata täis-paksusega keevitamist, jättes liigendisse selged sidumata piirkonnad. Rakendatud koormuse korral põhjustavad need läbitungimata piirkonnad tugeva pingekontsentratsiooni, piirates sellega liigendi mehaaniliste omaduste edasist paranemist. Kahepoolne võnkekeevitusstrateegia-, mis võeti kasutusele spetsiaalselt selle kitsaskoha ületamiseks,{17}}on osutunud märkimisväärselt tõhusaks. Nagu on näidatud joonisel 2b, saavutas kahepoolne keevitustehnika identsete töötlemisparameetrite korral edukalt vuugi täieliku sulandumise, kõrvaldades tõhusalt sidumata piirkondadest põhjustatud pingekontsentratsioonid ja suurendades oluliselt liite efektiivset ühenduspinda. Joonisel 2c esitatud mehaaniliste omaduste võrdlus annab visuaalse kinnituse nendest morfoloogilistest täiustustest tuleneva tugevuse olulise suurenemise kohta. Ühepoolsel keevitamisel saavutati maksimaalne tugevus 53,9 MPa keevituskiirusel 0,05 mm/s; vastupidi, kahepoolse keevitamise tehnika kasutamisel saavutati maksimaalne paindetugevus 56,2 MPa kiirusel 0,10 mm/s-, mis on 102,2% parem kui otsekeevitus. See näitab veenvalt kahepoolse võnkekeevituse otsustavaid eeliseid sisemiste defektide kõrvaldamisel ja keraamiliste ühenduste üldise mehaanilise jõudluse parandamisel.
