초박형 316L 스테인레스 강판의 접합 형성, 미세 구조 및 기계적 특성에 대한 레이저 용접 기술의 영향 규명

소개

두께가 0.1mm 미만인 초박형 316L 스테인리스 강판은 우수한 내식성과 열전도율로 인해 증기 챔버 및 소형 전자 장치에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그러나 두께가 매우 얇기 때문에 강성이 매우 낮습니다.용접 변형. 캡슐화 공정 중에 번스루(burn-through), 기하학적 왜곡, 계면 결합 저하 등의 일반적인 문제가 자주 발생하여 제조 정밀도와 수율이 심각하게 제한됩니다. 사용 가능한 접합 기술 중에서 레이저 용접은 억제에 효과적인 솔루션으로 두드러집니다.용접 변형특히 CLW(연속 레이저 용접), PLW(펄스 레이저 용접), OCLW(진동 연속 레이저 용접) 및 OPLW(진동 펄스 레이저 용접)의 네 가지 기술을 비교할 때 고품질 접합을 달성할 수 있습니다.

4가지 레이저 용접 기술을 통한 접합 형성

네 가지 레이저 용접 기술은 근본적으로 서로 다른 용융 풀 특성을 나타내어 뚜렷한 비드 형태와 시트 변형 패턴을 나타냅니다. CLW는 연속적인 용융 풀을 생성하고 안장 모양 변형과 함께 연속적인 비드를 생성합니다. 대조적으로, PLW는 간헐적인 용융 풀을 생성하여 물결 모양 변형이 있는 순환 비드 패턴을 생성합니다. OCLW는 진동 동작에도 불구하고 여전히 연속적인 풀을 형성하고 안장 모양 변형을 일으키는 반면, 가장 복잡한 모드인 OPLW는 비틀림 변형과 함께 불규칙하고 조각난 비드 형태를 생성합니다. 특히 PLW는 뛰어난 제어력을 보여줍니다.용접 변형, 왜곡은 CLW 대비 약 57.1%, OCLW 대비 84.5%, OPLW 대비 67.7% 감소합니다. 따라서 PLW는 기하학적 정밀도가 가장 중요한 응용 분야에 최적의 선택입니다.

미세구조 진화 및 결정립 미세화

용융 풀 역학은 응고 거동과 결과를 결정합니다.미세구조 특성용접 조인트의. 연속 용융 풀(CLW 및 OCLW)은 주로 2차원 열 방출을 특징으로 하며 이는 뚜렷한 원주형 입자 방향을 촉진합니다. 연속 용접 중 방향성 열 흐름은 열 구배를 따라 입자 성장을 촉진하여 용접 중심선을 따라 방향성이 높은 미세 구조를 생성합니다. 반대로, 간헐적 용융 풀(PLW 및 OPLW)은 세로 방향 열 전달을 향상시켜 우선적인 결정 방향을 억제하고 등방성을 더 촉진합니다.미세구조 특성정제된 입자 구조를 가지고 있습니다. 정량적 분석에 따르면 PLW는 CLW의 평균 입자 크기를 4.9μm에서 단 3.4μm로 줄여 약 30%의 상당한 개선을 나타냅니다. 이러한 결정립 미세화는 펄스 레이저 작업에 내재된 반복적인 용융 및 빠른 응고 주기에서 비롯되며, 이는 결정립 조대화에 사용할 수 있는 시간을 제한합니다.

기계적 성능과 왜곡-강도 균형

그만큼용접 변형특성과미세구조 특성초박형 316L 조인트의 기계적 거동에 직접적인 영향을 미칩니다. 조인트 최대 부하 용량은 CLW > PLW > OCLW > OPLW 순위를 따릅니다. CLW는 가장 높은 절대 접합 강도를 달성하지만 안장 모양 변형이 심해 정밀 응용 분야에는 적합하지 않습니다. PLW는 최적의 밸런스를 제공하여 CLW와 유사한 접합 강도를 유지하면서 네 가지 모드 모두에서 가장 낮은 왜곡을 제공합니다. 최소화된 이 조합은용접 변형, 정제된 곡물 및 유지 관리기계적 성질PLW는 초박형 316L 스테인레스 강판 레이저 용접을 위한 이상적인 프로세스로 자리매김하여 증기 챔버 캡슐화 및 마이크로전자공학 패키징에서 직면한 핵심 제조 문제를 효과적으로 해결합니다.