ہائی سپیڈ لیزر کلاڈنگ کے ذریعے کاسٹ رولنگ آستین کی سطح کی مرمت کرنے والی ٹیکنالوجی

ایلومینیم شیٹ کاسٹنگ اور رولنگ پروڈکشن میں، کاسٹنگ رول آستین اہم کام کرنے والا حصہ ہے۔ سروس میں، رول آستین کی سطح کو اعلی درجہ حرارت اور بوجھ کے تعامل کا نشانہ بنایا جاتا ہے، جو اکثر پہننے کے گڑھے، دراڑیں اور پہننے کی ابتدائی ظاہری شکل کی وجہ سے سروس کی زندگی اور ایلومینیم پلیٹ کے معیار کو متاثر کرتا ہے۔ رولر آستین کی قیمت فی سیٹ لاکھوں یوآن تک پہنچ سکتی ہے۔ اگر یہ بہت جلد ناکام ہوجاتا ہے، تو یہ یقینی طور پر پیداواری لاگت میں اضافہ کرے گا اور پیداواری اداروں کے معاشی فوائد کو بہتر بنانے کے لیے سازگار نہیں ہے۔ سرفیسنگ ویلڈنگ رول آستین کی مرمت کا روایتی طریقہ ہے، لیکن اس کی بڑی گرمی کی منتقلی میٹرکس کی خرابی کا باعث بنتی ہے اور مرمت کے اثر کو متاثر کرتی ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، بہت سے ماہرین اور علماء نے رولر آستین کی مرمت کے لیے لیزر کلیڈنگ کا طریقہ پیش کیا۔ ایک ہائی ٹیک سطح میں ترمیم کرنے والی ٹیکنالوجی کے طور پر، لیزر کلیڈنگ میں اعلی پروسیسنگ کی درستگی، چھوٹی تھرمل ڈیفارمیشن ڈگری، اور کم فالو اپ پروسیسنگ رقم کی خصوصیات ہیں۔ کوبالٹ پر مبنی مرکب دھاتیں اسٹیل مواد کی لیزر کلیڈنگ کی سطح کو مضبوط بنانے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں کیونکہ ان کی اعلی درجہ حرارت کی طاقت، سختی اور تھرمل تھکاوٹ کی مزاحمت ہوتی ہے۔

ہائی اسپیڈ لیزر کلیڈنگ ٹیکنالوجی میں ہائی کلیڈنگ کی کارکردگی، ہائی پاؤڈر استعمال کی شرح اور انتہائی کم ڈائلیشن ریٹ کی خصوصیات ہیں، اور کاسٹنگ رول آستین کے مساوی مرحلے میں بڑے گھومنے والی ورک پیس کی سطح پر لیزر الائینگ لیئرز کو تیزی سے تیار کر سکتی ہے۔ کلیڈنگ پرت کی سطح کی کھردری کم ہے، جو بعد میں پروسیسنگ، کلیڈنگ مواد کی بچت، اور روایتی لیزر کلیڈنگ کی کم کارکردگی اور زیادہ لاگت کے مسائل پر قابو پانے کے لیے موزوں ہے۔ عمل کے پیرامیٹرز کا کلیڈنگ پرت کی کارکردگی پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ یہ کاسٹنگ رول کی کارکردگی کو بہتر بنانے کی بنیاد اور کلید ہے تاکہ عمل کے پیرامیٹرز کو بہتر بنا کر ہائی سپیڈ لیزر کلیڈنگ پرت کو بہترین معیار کے ساتھ تیار کیا جا سکے۔

سطح کی مرمت کی کلیڈنگ مکمل ہونے کے بعد، کاسٹ رول آستین کی سطح کی کھردری اکثر کام کرنے کے اصل حالات کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتی، اور اسے پیسنے والی مشین اور دیگر عمل کے ذریعے دوبارہ پروسیس کرنے کی ضرورت ہے۔ لہذا، کلیڈنگ پرت کی موٹائی اور سطح کی کھردری اس کے معیار کو جانچنے کے لیے کلیدی اشاریہ بن جاتی ہے۔ اس کاغذ میں، 32Cr3Mo1V کاسٹ رولنگ رول آستین سٹیل میٹرکس کے طور پر استعمال کیا گیا تھا۔ سب سے پہلے، الٹرا ہائی سپیڈ لیزر کلیڈنگ کے ذریعہ کوبالٹ پر مبنی کوٹنگ کی موٹائی اور سطح کی کھردری پر مختلف عمل کے پیرامیٹرز کے اثر و رسوخ پر تبادلہ خیال کیا گیا۔ زیادہ سے زیادہ حد کا تعین کرنے کے بعد، بہترین عمل کے پیرامیٹرز کو ڈیزائن آرتھوگونل ٹیسٹ کے ذریعے بہتر بنایا گیا۔ کاسٹ رول آستین کی سطح کی مرمت اور مضبوطی کے لیے ایک نئی اور زیادہ موثر ٹکنالوجی کی تلاش کے لیے کچھ تجرباتی اور نظریاتی بنیاد فراہم کرنے کے لیے، بہترین پیرامیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے تیار کردہ کلیڈنگ کے مائیکرو اسٹرکچر اور مائیکرو ہارڈنس کا تجزیہ کیا گیا۔

ٹیسٹ کا بنیادی مواد 32Cr3Mo1V ایلومینیم کاسٹنگ اور رولنگ مل کاسٹنگ رول سلیو تھا، اور کلیڈنگ میٹریل Co-06 الائے پاؤڈر تھا جس کا ذرہ سائز 15-53μm تھا۔ پاؤڈر کی SEM مورفولوجی کو شکل 1 میں دکھایا گیا ہے، اور مرکب کو ٹیبل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ کوٹنگ سے پہلے، پاؤڈر کو خشک کرنے والے تندور میں 120 ڈگری پر 120 منٹ تک خشک کیا گیا تھا۔ نمونہ کی سطح پر موڑنے والی لکیروں اور آکسائیڈ کی تہوں کو مکینیکل پیسنے سے ہٹا دیا گیا، اور تیل کو الکحل سے صاف کیا گیا۔

                                                                                                        تصویر.1SEMimageofCo-06پاؤڈر

جب لیزر کی طاقت 2500 ڈبلیو ہے اور کلیڈنگ کی شرح 15 میٹر/منٹ ہے، تو الٹرا ہائی سپیڈ لیزر کلیڈنگ پرت کی موٹائی ایک مخصوص پیرامیٹر کی حد کے اندر پاؤڈر فیڈنگ کی شرح میں اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ چونکہ انتہائی تیز رفتار لیزر کلیڈنگ کے عمل میں پاؤڈر کے استعمال کی شرح 90٪ سے تجاوز کر سکتی ہے، زیادہ تر کلیڈنگ پاؤڈر کو مکمل طور پر ورک پیس کے اوپر پگھلا کر مائع حالت میں پگھلے ہوئے تالاب میں لگایا جا سکتا ہے۔ پاؤڈر فیڈنگ کی شرح میں اضافے کے ساتھ، یونٹ کے وقت میں پگھلنے والے تالاب میں زیادہ کلیڈنگ پاؤڈر داخل کیا جاتا ہے، اور کلیڈنگ پرت کی موٹائی بڑھ جاتی ہے۔ لیکن ٹیسٹ میں یہ بھی پتہ چلا کہ جب پاؤڈر فیڈنگ کی شرح لیزر پاور میں بڑھائی جاتی ہے اور دیگر پیرامیٹرز مماثل نہیں ہوتے ہیں، تو یہ کافی نہیں ہے کہ زیادہ تر کلڈنگ پاؤڈر کو مکمل طور پر ورک پیس کے اوپر پگھلایا جا سکتا ہے، اور پگھلا ہوا یا نیم پگھلا ہوا کلیڈنگ پاؤڈر کلیڈنگ پرت کی تشکیل کے معیار کو سنجیدگی سے متاثر کرے گا۔

جب لیزر پاور 2800 ڈبلیو ہے اور پاؤڈر فیڈنگ کی شرح 30 گرام فی منٹ ہے، تو ایک مخصوص پیرامیٹر کی حد کے اندر کلڈیڈنگ کی شرح میں اضافے کے ساتھ کلیڈنگ پرت کی موٹائی کم ہو جاتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ انتہائی تیز رفتار لیزر کلیڈنگ کوٹنگ موٹائی کی سمت میں اسٹیک کی گئی متعدد پتلی تہوں پر مشتمل ہے۔ جب اوورلیپ کی شرح مستقل ہوتی ہے تو، پتلی پرت کی موٹائی براہ راست کلیڈنگ پرت کی موٹائی کا تعین کرتی ہے۔ جب کلیڈنگ کی شرح بڑھ جاتی ہے تو، پگھلے ہوئے تالاب میں فی یونٹ وقت میں بوندوں کی شکل میں داخل کی جانے والی مقدار کم ہو جائے گی، اس طرح سنگل پتلی کوٹنگ کی موٹائی، اور آخر کار کلیڈنگ پرت کی موٹائی کم ہو جائے گی۔

جب پاؤڈر فیڈنگ کی شرح 15 جی فی منٹ ہے اور کلیڈنگ کی شرح 15 میٹر فی منٹ ہے، تو کلیڈنگ پرت کی موٹائی اور ایک مخصوص پیرامیٹر کی حد کے اندر لیزر پاور کے درمیان کوئی واضح تعلق نہیں ہے۔ چونکہ انتہائی تیز رفتار لیزر کلیڈنگ صرف سبسٹریٹ کی سطح پر انتہائی پتلا اور کم سے کم پگھلا ہوا پول پیدا کرتی ہے، اس لیے کم کرنے کی شرح انتہائی کم ہے، لیزر پاور ریٹ کا سبسٹریٹ پر بہت کم اثر پڑتا ہے، اور انتہائی تیز رفتاری کے استعمال کی شرح لیزر کلیڈنگ پاؤڈر بہت زیادہ ہے، لیزر پاور کو بڑھا کر پگھلا جانے والے پاؤڈر کی مقدار محدود ہے، لہذا لیزر پاور کا انتہائی ہائی سپیڈ لیزر کلیڈنگ پرت کی موٹائی پر کوئی خاص اثر نہیں پڑتا ہے۔

کلیڈنگ پرت کی میکروسکوپک سطح کی ٹپوگرافی کے مشاہدے کے ذریعے، یہ پتہ چلا ہے کہ مذکورہ بالا پیرامیٹر کی حد کے اندر، کلیڈنگ پرت کی سطح کی ٹپوگرافی صرف اس وقت نمایاں طور پر تبدیل ہوتی ہے جب کلیڈنگ کی شرح میں تبدیلی آتی ہے۔ یہ پایا جاتا ہے کہ جب کلیڈنگ کی شرح 75 میٹر فی منٹ تک پہنچ جاتی ہے، تو کلیڈنگ پرت کی سطح کی شکل خراب ہوتی ہے اور کھردرا پن زیادہ ہوتا ہے، جب کہ جب کلیڈنگ کی شرح 15 میٹر فی منٹ یا 25 میٹر فی منٹ ہوتی ہے، تو اس کی سطح کی شکل cladding پرت بہتر ہے، اور کھردری ایک ہی وقت میں کم ہے.

1. پیرامیٹرز کی ایک مخصوص رینج میں، کلیڈنگ پرت کی موٹائی پاؤڈر فیڈنگ کی شرح میں اضافے کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، اور کلیڈنگ کی شرح میں اضافے کے ساتھ کم ہوتی ہے، اور کلیڈنگ پرت کی موٹائی کا لیزر پاور کے ساتھ کوئی واضح تعلق نہیں ہے۔ .

2. آپٹمائزڈ پروسیس پیرامیٹرز لیزر پاور 2500 ڈبلیو، سکیننگ ریٹ 15 میٹر فی منٹ اور پاؤڈر فیڈنگ ریٹ 30 گرام فی منٹ ہیں۔ ان عمل کے پیرامیٹرز کے تحت، کلیڈنگ پرت زیادہ موٹائی اور مائیکرو ہارڈنیس حاصل کر سکتی ہے۔

3. انتہائی تیز رفتار لیزر کلیڈنگ پرت کا مائیکرو اسٹرکچر یکساں اور عمدہ ہے، اور آرک ڈیلامینیشن کا واضح رجحان ہے۔ کلیڈنگ پرت کے نچلے اور درمیانی علاقے زیادہ تر کالم کرسٹل ہوتے ہیں جو کلیڈنگ پرت/میٹرکس انٹرفیس یا لیپ فیوژن لائن کی فیوژن لائن کے لیے کھڑے ہوتے ہیں، اور نمو کی سمت انتہائی مطابقت رکھتی ہے۔ فیوژن لائن کے علاقے میں ہلکا سا اناج کھردری ہے۔ کلیڈنگ پرت کے اوپری علاقے میں ڈینڈرائٹس کی نشوونما کی سمت نسبتاً خراب ہے۔

4. انتہائی تیز رفتار لیزر کلیڈنگ پرت کی مائیکرو ہارڈنس سبسٹریٹ کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ہے، جو کاسٹ رول آستین کے لباس مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے موزوں ہے۔