బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ నిర్వహించడానికి క్రాస్ ఆర్థోగోనల్ స్టాకింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించారు. లేజర్ వైర్ క్లాడింగ్ 20 మిమీ మందం గల Q345B తక్కువ కార్బన్ స్టీల్ ప్లేట్‌పై, క్లాడింగ్ పొర యొక్క స్థూల స్వరూపం, సూక్ష్మ నిర్మాణం, దశ కూర్పు, సూక్ష్మ కాఠిన్యం మరియు తుప్పు నిరోధకతను అధ్యయనం చేశారు. బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ లేజర్ వైర్ ఫిల్లింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా పొందిన క్లాడింగ్ పొర మంచి స్థూల నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉందని మరియు రంధ్రాలు మరియు పగుళ్లు వంటి స్పష్టమైన లోపాలు లేవని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి; క్లాడింగ్ పొర ప్రధానంగా వీటితో కూడి ఉంటుంది క్లాడింగ్ జోన్అతివ్యాప్తి మండలం, దశ మార్పు ప్రభావిత మండలం, ద్రవీభవన మండలం మరియు ఉష్ణ ప్రభావిత మండలం; మాతృ పదార్థ నిర్మాణం ప్రధానంగా ఫెర్రైట్ మరియు పెర్లైట్‌తో కూడి ఉంటుంది, మరియు క్లాడింగ్ పొర యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం ప్రధానంగా ఫెర్రైట్, విడ్‌మాన్‌స్టాటెన్ మరియు మార్టెన్‌సైట్‌తో కూడి ఉంటుంది; సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు కణ పరిమాణం యొక్క ప్రభావం కారణంగా, క్లాడింగ్ పొర యొక్క కాఠిన్యం మొత్తం మీద మెట్ల వలె ఉంటుంది, మరియు క్లాడింగ్ పొర యొక్క సగటు కాఠిన్యం 320.13 HV, ఇది మాతృ పదార్థం కంటే ఎక్కువ; 3.5% NaCl ద్రావణంలో, క్లాడింగ్ పొర యొక్క ధ్రువణ వక్రరేఖ ఒక పాసివేషన్ ప్రాంతాన్ని చూపుతుంది, మరియు దాని తుప్పు నిరోధకత మాతృ పదార్థం కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది. బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ లేజర్ వైర్ ఫిల్లింగ్ క్లాడింగ్ ప్రక్రియ వాస్తవ ఇంజనీరింగ్‌లో క్లాడింగ్ పొరల తయారీ అవసరాలను తీర్చగలదు.
కీలకపదాలు: Q345B తక్కువ కార్బన్ ఉక్కు; లేజర్ వైర్ క్లాడింగ్; క్రాస్ ఆర్థోగోనల్ స్టాకింగ్; సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు

ఆర్థిక మరియు సామాజిక అభివృద్ధి కారణంగా, మన దేశంలో సముద్ర చమురు మరియు గ్యాస్ వనరుల డిమాండ్ నిరంతరం పెరుగుతోంది. మన దేశ పెట్రోలియం పరిశ్రమ అభివృద్ధికి సముద్ర వనరుల అన్వేషణ మరియు అభివృద్ధిపై దృష్టి పెట్టడం ఒక ఆచరణాత్మక అవసరం [1-2]. సముద్ర ఇంజనీరింగ్ నిర్మాణాల సంక్లిష్ట సేవా వాతావరణం కారణంగా, అవి సాంప్రదాయ నిర్మాణాల కంటే నష్టానికి ఎక్కువగా గురవుతాయి. అందువల్ల, సముద్ర ఇంజనీరింగ్ పరికరాల రోజువారీ నిర్వహణ తక్షణమే పరిష్కరించాల్సిన కీలక సమస్యగా మారింది [3]. Q345B ఉక్కు అనేది మంచి సమగ్ర లక్షణాలు మరియు అద్భుతమైన వెల్డబిలిటీ కలిగిన తక్కువ-మిశ్రమ అధిక-బలం గల ఉక్కు. ఇది సముద్ర ఇంజనీరింగ్ మరియు వంతెన నిర్మాణంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది [4].

ఒక అధునాతన రక్షణ మరియు మరమ్మత్తు పూత సాంకేతికతగా, లేజర్ క్లాడింగ్ కీలక భాగాల యొక్క అధిక-ఖచ్చితత్వ మరమ్మత్తు కోసం మరియు అధునాతన పదార్థ లక్షణాలతో పూతల తయారీ కోసం సమర్థవంతమైన నియర్-నెట్-షేప్ ఫార్మింగ్ ప్రక్రియను అందిస్తుంది [5]. బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ క్లాడింగ్ ప్రక్రియలో, ప్రక్కనే ఉన్న వెల్డ్‌ల యొక్క ఉష్ణ-ప్రభావిత మండలాలు ఒకదానిపై ఒకటి అతివ్యాప్తి చెంది, రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉష్ణ చక్రాలకు లోనైన ప్రాంతాలను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ ప్రాంతాల సూక్ష్మ నిర్మాణం ప్రత్యేకంగా సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది [6], మరియు సూక్ష్మ నిర్మాణ కూర్పు దశ, పునఃస్ఫటికీకరణ రేటు, అవక్షేప స్కేల్ మరియు చేరికల స్వరూపం ప్రక్రియ అంతటా నిరంతరం మారుతూ ఉంటాయి [7]. అందువల్ల, బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ క్లాడింగ్ ప్రక్రియలో, క్లాడింగ్ ప్రాంతంలో తరచుగా బలహీనమైన పాయింట్లు ఉంటాయి, ఇవి ఉపయోగంలో ఉన్నప్పుడు వైఫల్యానికి గురయ్యే అవకాశం ఉంది. ఉదాహరణకు, ఉపయోగంలో ఉన్నప్పుడు ప్రెజర్ వెసెల్స్ యొక్క వెల్డెడ్ జాయింట్ల దగ్గర ఎలక్ట్రోలైటిక్ తుప్పు మరియు ఒత్తిడి తుప్పు తరచుగా గమనించబడతాయి [8].

వు మరియు ఇతరులు [9] ఉపయోగించారు లేజర్ క్లాడింగ్ టెక్నాలజీ ఉక్కు ఆధారపదార్థంపై నిరంతర మరియు దట్టమైన Mo2NiB2 క్లాడింగ్ పొరను తయారుచేయడానికి. ఈ పూత అధిక కాఠిన్యం, మంచి రాపిడి నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, ఆధారపదార్థం యొక్క పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది మరియు సముద్ర ఇంజనీరింగ్ పరికరాల యొక్క సురక్షితమైన మరియు స్థిరమైన సేవను నిర్ధారిస్తుంది. లీ మరియు ఇతరులు [10] 316L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ఉపరితలం యొక్క తుప్పు పట్టిన భాగాలను మరమ్మత్తు చేయడానికి లేజర్ వైర్ క్లాడింగ్‌ను ఉపయోగించారు మరియు 308L స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ యొక్క బహుళ-పొరల బహుళ-పాస్ క్లాడింగ్ పొరను పొందారు. ఈ పూత ప్రధానంగా ఆస్టెనైట్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో ఫెర్రైట్‌తో కూడి ఉంటుంది, దీని తన్యత బలం మరియు సాగుదల వరుసగా 548MPa మరియు 40%, ఇది ఆధారపదార్థంలో సుమారు 86% మరియు 74% ఉంటుంది.

ఈ పేపర్‌లో, లేజర్ వైర్ క్లాడింగ్ టెక్నాలజీ క్రాస్ ఆర్థోగోనల్ స్టాకింగ్ ద్వారా Q345B లేజర్ క్లాడింగ్ పొరను తయారు చేయడానికి దీనిని ఉపయోగిస్తారు. ఈ బహుళ-పొరల బహుళ-పాస్ క్లాడింగ్ పొర యొక్క స్థూల స్వరూపం, సూక్ష్మ నిర్మాణం, దశ కూర్పు, సూక్ష్మ కాఠిన్యం మరియు తుప్పు నిరోధకతను అధ్యయనం చేయడం జరిగింది, ఇది సముద్ర ఇంజనీరింగ్ నిర్మాణాల ఆన్-సైట్ మరమ్మత్తుకు ఆధారాన్ని అందిస్తుంది.

1 లేజర్ వైర్ క్లాడింగ్ ప్రయోగం

1.1 ప్రయోగాత్మక పదార్థాలు

ప్రయోగాత్మక సబ్‌స్ట్రేట్ పదార్థం Q345B కార్బన్ స్టీల్, మరియు వైర్ క్లాడింగ్ పదార్థం 1.2 మిమీ వ్యాసం కలిగిన AFEW6-86 మిశ్రమలోహ ఉక్కు తీగ. ఈ రెండింటి రసాయన కూర్పులు పట్టిక 1లో చూపబడ్డాయి.

1.2 బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ లేజర్ వైర్ క్లాడింగ్ ప్రక్రియ
వాస్తవ ఇంజనీరింగ్ అనువర్తనాలలో, పని చేసేటప్పుడు వర్క్‌పీస్ వివిధ దిశలలోని బలాల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది, కాబట్టి అనైసోట్రోపీ ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. అనైసోట్రోపీ ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, క్లాడింగ్ పొర యొక్క మార్గాన్ని ప్రణాళిక చేస్తారు, ఒకే పొరలోని వెల్డ్‌ల సంకలన దిశ స్థిరంగా ఉంటుంది, ప్రక్క ప్రక్కన ఉన్న స్టాకింగ్ పొరలలోని వెల్డ్‌ల దిశలు ఒకదానికొకటి లంబంగా ఉంటాయి మరియు పొరలు ఆర్థోగోనల్‌గా ఉంటాయి. దీని క్రాస్-ఆర్థోగోనల్ స్టాకింగ్ మార్గం పటం 1లో చూపబడింది.

క్లాడింగ్ ప్రయోగం సమయంలో, షీల్డింగ్ గ్యాస్ 99.99% స్వచ్ఛత కలిగిన స్వచ్ఛమైన ఆర్గాన్ గ్యాస్. మొదట, సింగిల్-పాస్ క్లాడింగ్ కోసం సరైన ప్రాసెస్ పారామితులను అన్వేషించడానికి సింగిల్-లేయర్ సింగిల్-పాస్ క్లాడింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి ఒక ఆర్థోగోనల్ ప్రయోగం నిర్వహించబడింది; ఆ తర్వాత, పొరల మధ్య లిఫ్టింగ్ ఎత్తు వెల్డ్ ఫార్మింగ్ నాణ్యతపై చూపే ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి మల్టీ-లేయర్ సింగిల్-పాస్ స్టాకింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించారు, మరియు నిటారుగా ఉన్న క్లాడింగ్ పొర మరియు మంచి ఫార్మింగ్ ప్రభావంతో కూడిన మల్టీ-లేయర్ సింగిల్-పాస్ వెల్డ్ పొందబడింది. పైన పేర్కొన్న వాటి ఆధారంగా, క్లాడింగ్ పొర యొక్క ఫార్మింగ్ నాణ్యతపై వివిధ ఓవర్‌ల్యాప్ రేట్ల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయగా, ఓవర్‌ల్యాప్ రేటు 40% ఉన్నప్పుడు, క్లాడింగ్ పొర యొక్క ప్రతి పాస్ మధ్య ఎత్తు సాపేక్షంగా ఏకరీతిగా ఉందని, ఉపరితల నిర్మాణం సాపేక్షంగా చదునుగా ఉందని, మరియు ప్రతి పాస్ మధ్య మెటలర్జికల్ బంధం అత్యంత బలంగా ఉందని కనుగొనబడింది. ప్రయోగాత్మక పొరల మధ్య లిఫ్టింగ్ ఎత్తు మొదటి రెండు పొరలకు 0.8 మి.మీ మరియు ఆ తర్వాతి పొరలకు 0.7 మి.మీగా ఉంది. నిర్దిష్ట ప్రయోగాత్మక పారామితులు పట్టిక 2లో చూపబడ్డాయి.

1.3 క్లాడింగ్ పొర యొక్క విశ్లేషణ మరియు పరీక్షా పద్ధతి
తయారు చేసిన బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ క్లాడింగ్ పొర నుండి మెటలోగ్రాఫిక్ నమూనాలను కత్తిరించడానికి వైర్ కటింగ్ ఉపయోగించబడింది. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఎపాక్సీ రెసిన్‌తో పొదిగిన తర్వాత నమూనా ఉపరితలం గ్రైండ్ చేయబడింది. గీతలు ఏవీ మిగలనంత వరకు పాలిష్ చేయడానికి వివిధ గరుకుదనం గల ఇసుక కాగితం ఉపయోగించబడింది. ఆ తర్వాత, అద్దం లాంటి ప్రభావంతో మెటలోగ్రాఫిక్ నమూనా క్రాస్ సెక్షన్‌ను పొందడానికి నమూనాను పాలిషింగ్ మెషీన్‌తో పాలిష్ చేశారు. కనిపించే క్లాడింగ్ పొర ఇంటర్‌ఫేస్‌ను ఎట్చ్ చేయడానికి నమూనాను 4% నైట్రిక్ యాసిడ్ ఆల్కహాల్ ద్రావణంతో క్షయం చేశారు, ఆల్కహాల్‌తో కడిగి ఆరబెట్టారు, మరియు నమూనా యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చర్‌ను మెటలోగ్రాఫిక్ మైక్రోస్కోప్‌తో పరిశీలించారు; క్లాడింగ్ పొర యొక్క ఫేజ్ కూర్పు మరియు పరిణామాన్ని ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి 30°~100° పరిధిలో స్కాన్ చేసి విశ్లేషించారు; ఎనర్జీ స్పెక్ట్రోమీటర్‌ను ఉపయోగించి క్లాడింగ్ పొర యొక్క రసాయన మూలకాల విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది; క్లాడింగ్ పొర క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క వివిధ ప్రాంతాల మైక్రోహార్డ్‌నెస్‌ను HVS-1000Z వికర్స్ హార్డ్‌నెస్ టెస్టర్‌ను ఉపయోగించి పరీక్షించారు; క్లాడింగ్ పొర మరియు మాతృ పదార్థం యొక్క ధ్రువణ వక్రాలు మరియు నిరోధక వర్ణపటాలను, రిఫరెన్స్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా సంతృప్త కాలమెల్ ఎలక్ట్రోడ్ మరియు సహాయక ఎలక్ట్రోడ్‌గా ప్లాటినం ఎలక్ట్రోడ్‌ను ఉపయోగించి, వెర్సాస్టాట్ 3ఎఫ్ ఎలక్ట్రోకెమికల్ వర్క్‌స్టేషన్‌తో 3.5% NaCl ద్రావణంలో పరీక్షించి, వాటి తుప్పు నిరోధకతను పోల్చి, విశ్లేషించారు.

2 ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు మరియు విశ్లేషణ
2.1 క్లాడింగ్ లేయర్ యొక్క మాక్రోమోర్ఫాలజీ విశ్లేషణ
29 (పొడవు) × 15 (వెడల్పు) × 12 పొరల (ఎత్తు) క్రాస్-ఆర్థోగోనల్ స్టాకింగ్ ప్రయోగం ద్వారా లేజర్ వైర్-ఫిల్డ్ క్లాడింగ్ పొరను తయారు చేశారు. ఈ క్లాడింగ్ పొర మంచి నిర్మాణ ప్రభావాన్ని, నునుపైన ఉపరితలాన్ని, పగుళ్లు మరియు అతుక్కోకపోవడం వంటి స్థూల లోపాలు లేకుండా, మరియు స్పష్టమైన నిలువు ఎత్తును కలిగి ఉంది. క్లాడింగ్ పొర యొక్క స్థూల స్వరూపం పటం 2లో చూపబడింది. బహుళ-పొరల బహుళ-పాస్ లేజర్ వైర్ క్లాడింగ్ ప్రయోగం సమయంలో, తరువాతి పొర యొక్క క్లాడింగ్ ప్రక్రియ మునుపటి క్లాడింగ్ పొరపై పునఃకరిగే చర్యను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీని ఫలితంగా క్లాడింగ్ పొర అంచు వద్ద కిందికి ప్రవాహం ఏర్పడుతుంది. అదే సమయంలో, క్లాడింగ్ ప్రక్రియలో, లేజర్ కాంతి అవుట్‌పుట్ యొక్క ప్రారంభ మరియు ముగింపు సూచనలలో కొంత ఆలస్యం కారణంగా, క్లాడింగ్ పొర అంచు యొక్క ఎత్తు మధ్య భాగం కంటే కొద్దిగా తక్కువగా ఉంటుంది.

పటం 3 బహుళ-పొరల బహుళ-పాస్ లేజర్ క్లాడింగ్ పొర యొక్క అడ్డుకోత స్వరూపాన్ని చూపుతుంది. రంధ్రాలు, పగుళ్లు మరియు చేరికలు వంటి లోపాలు ఏవీ కనుగొనబడలేదు. క్లాడింగ్ లోహం మరియు ఆధార పదార్థం మధ్య దట్టమైన లోహసంబంధ బంధం ఏర్పడింది. స్పష్టమైన నిలువు ఎత్తు ఉంది, మరియు క్లాడింగ్ పొర యొక్క మందం 11.5 మి.మీ.గా ఉంది.

2.2 క్లాడింగ్ లేయర్ యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చర్ విశ్లేషణ
వెల్డింగ్ పూల్ యొక్క శీతలీకరణ అనేది ఒక దశ మార్పు ప్రక్రియ, మరియు దశ మార్పు యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం వెల్డ్ మెటల్ యొక్క రసాయన కూర్పు మరియు శీతలీకరణ పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది [11]. క్లాడింగ్ పొర యొక్క ప్రతి ప్రాంతం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మెటలోగ్రాఫిక్ మైక్రోస్కోప్ ఉపయోగించి గమనించారు, ఇది చిత్రం 4లో చూపబడింది. క్లాడింగ్ పొరలో క్లాడింగ్ జోన్ (క్లాడెడ్ జోన్, CZ), ఓవర్‌లే జోన్ (ఓవర్‌లాప్డ్ జోన్, OZ), దశ పరివర్తన ప్రభావిత జోన్ (ఫేజ్ ట్రాన్సిషన్ అఫెక్టెడ్ జోన్, PAZ), ఫ్యూజన్ జోన్ (ఫ్యూజన్ జోన్, FZ), ఉష్ణ ప్రభావిత జోన్ (హీట్ అఫెక్టెడ్ జోన్, HAZ) మరియు బేస్ మెటల్ (బేస్ మెటల్, BM) ఉంటాయి [12]. బేస్ మెటల్ సూక్ష్మ నిర్మాణం ప్రధానంగా ఫెర్రైట్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో పెర్లైట్‌తో కూడి ఉంటుంది. Q345B స్టీల్‌కు జోడించిన ప్రధాన మూలకం Mn, ఫెర్రైట్‌పై గణనీయమైన బలోపేత ప్రభావాన్ని చూపడమే కాకుండా, దృఢత్వం-పెళుసుదనం పరివర్తన ఉష్ణోగ్రతను తగ్గిస్తుంది, పెర్లైట్ మొత్తాన్ని పెంచుతుంది మరియు పెర్లైట్ బలాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

పటం 4 (ఎ) క్లాడింగ్ పొర లోపల ఉన్న క్లాడింగ్ ప్రాంతం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపిస్తుంది, ఇది లాత్ మరియు సూది ఆకారపు ఫెర్రైట్, విడ్మాన్‌స్టాటెన్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో లాత్ మార్టెన్‌సైట్‌తో కూడి ఉంటుంది. వేర్వేరు పొరల కారణంగా, ప్రతి క్లాడింగ్ పొర దాని ముందు పొరపై టెంపరింగ్ ప్రభావాన్ని చూపుతుంది, దీని ఫలితంగా ఏకరీతి గ్రెయిన్ రిఫైన్‌మెంట్ మరియు స్పష్టమైన గ్రెయిన్ సరిహద్దులు ఏర్పడతాయి; పటాలు 4 (బి) మరియు (బి-1) ఫ్యూజన్ ప్రాంతం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపిస్తాయి, ఇది అసమాన గ్రెయిన్ పంపిణీతో కూడిన ఫెర్రైట్ మరియు విడ్మాన్‌స్టాటెన్‌తో ఏర్పడి ఉంటుంది; పటం 4 (డి) క్లాడింగ్ పొర లోపల రెండు వెల్డ్‌ల అతివ్యాప్తి ప్రాంతం యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపిస్తుంది. పటంలోని ప్రకాశవంతమైన ప్రాంతం రెండు వెల్డ్‌ల మధ్య ఉన్న ఫ్యూజన్ లైన్. చల్లబడే ప్రక్రియలో, కరిగిన పూల్ ఉష్ణ వెదజల్లు దిశలో కాలమ్నార్ ఫెర్రైట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. అందువల్ల, పటం 4 (డి-1)లో చూపిన విధంగా, ఈ ప్రాంతం ప్రధానంగా కాలమ్నార్ ఫెర్రైట్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో పెర్లైట్‌తో ఏర్పడి ఉంటుంది. ద్వంద్వ ఉష్ణ చర్య కారణంగా, అతివ్యాప్తి ప్రాంతం ఏకరీతి గ్రెయిన్ శుద్ధీకరణను కలిగి ఉంటుంది; చిత్రం 4 (d-2) అనేది దశ పరివర్తన ప్రభావిత ప్రాంతం, ఇది ప్రధానంగా ఫెర్రైట్ మరియు విడ్మాన్‌స్టాటెన్‌లతో కూడి ఉంటుంది. దశ పరివర్తన వేడి ప్రభావం కారణంగా, ఈ ప్రాంతం యొక్క గ్రెయిన్ పరిమాణం అతివ్యాప్తి ప్రాంతం కంటే కొద్దిగా పెద్దదిగా ఉంటుంది; చిత్రం 4 (e-1) అనేది వేడి ప్రభావిత జోన్ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం. వెల్డింగ్ ప్రక్రియ సమయంలో, దిగువ క్లాడింగ్ ప్రాంతం టెంపరింగ్‌కు గురవుతుంది, ఇది ఈ ప్రాంతం యొక్క నిర్మాణాన్ని శుద్ధి చేస్తుంది మరియు గ్రెయిన్ పంపిణీని ఏకరీతిగా చేస్తుంది. ఇది ప్రధానంగా సూక్ష్మ-కణ ఫెర్రైట్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో పెర్లైట్‌తో కూడి ఉంటుంది. సూక్ష్మ-కణ ఫెర్రైట్ అనేది ఫెర్రైట్ మరియు బైనైట్ మధ్య పరివర్తన ఉత్పత్తి. ఇది వెల్డింగ్ మెటలర్జికల్ ప్రక్రియలో ప్రయోజనకరమైన సూక్ష్మ నిర్మాణం [11].

పటం 5 చివరి క్లాడింగ్ పొర యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని చూపుతుంది. ఈ పొర లేజర్ సెకండరీ హీటింగ్‌కు గురికాదు. ఇతర పొరలతో పోలిస్తే, ఇది దాని అసలు నిర్మాణ స్వరూపాన్ని నిలుపుకోగలదు. దీని కణ పరిమాణం ఏకరీతిగా మరియు నిర్మాణం దట్టంగా ఉంటుంది. ఇది ప్రధానంగా ఫెర్రైట్, విడ్‌మాన్‌స్టాటెన్ మరియు లాత్ మార్టెన్‌సైట్‌లతో కూడి ఉంటుంది.

2.3 క్లాడింగ్ పొర యొక్క XRD మరియు EDS విశ్లేషణ
లేజర్ క్లాడింగ్ పొర యొక్క దశ కూర్పును విశ్లేషించడానికి, 10 మిమీ × 10 మిమీ × 8 మిమీ పరిమాణం గల ఒక నమూనాను వైర్ కటింగ్ ద్వారా కత్తిరించి, గ్రైండింగ్ మరియు పాలిషింగ్ తర్వాత ఎక్స్-రే వివర్తన పరీక్ష విశ్లేషణ నిర్వహించబడింది. బహుళ-పొరల బహుళ-పాస్ లేజర్ క్లాడింగ్ పొర మరియు మాతృ పదార్థం యొక్క XRD స్పెక్ట్రమ్‌ను పటం 6 చూపిస్తుంది. సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు XRD స్పెక్ట్రమ్ ఫలితాలను కలిపి చూస్తే, క్లాడింగ్ పొర ప్రధానంగా అధిక మొత్తంలో ఫెర్రైట్, కొంత భాగం మార్టెన్‌సైట్ మరియు విడ్‌మాన్‌స్టాటెనైట్‌లతో కూడి ఉందని, మరియు ఇతర హానికరమైన దశలు ఏవీ కనిపించవని గమనించవచ్చు. లేజర్ క్లాడింగ్ ద్రవ పూల్ చల్లబడే ప్రక్రియలో స్తంభాకార ఫెర్రైట్ ఏర్పడుతుంది కాబట్టి, క్లాడింగ్ పొరలో అధిక మొత్తంలో ఫెర్రైట్ ఉంటుంది. వెల్డింగ్ ప్రక్రియలో లేజర్ యొక్క ఉష్ణ ప్రవేశం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, క్లాడింగ్ పొర యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం కొంతవరకు స్థూలంగా మారుతుంది మరియు కణ పరిమాణం పెరుగుతుంది. ఈ సమయంలో, నిర్మాణంలో అధిక వేడికి గురైన విడ్‌మాన్‌స్టాటెనైట్ మరియు లాత్ మార్టెన్‌సైట్ కనిపిస్తాయి, మరియు ఈ రెండు నిర్మాణాలు ఒకదానిపై ఒకటి అమరి ఉంటాయి.

నమూనా క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క వివిధ స్థానాలలో పాయింట్ స్కానింగ్ ద్వారా రసాయన కూర్పును విశ్లేషించారు. పాయింట్ స్కానింగ్ స్థానాలు చిత్రం 7లో చూపబడ్డాయి మరియు వివిధ ప్రాంతాల EDS విశ్లేషణ ఫలితాలు పట్టిక 3లో చూపబడ్డాయి. వెల్డింగ్ వైర్‌లో Cr మరియు Ni మూలకాలు అధిక పరిమాణంలో ఉండటం వలన, క్లాడింగ్ పొరలోని Cr మరియు Ni పరిమాణం మాతృ పదార్థం కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల క్లాడింగ్ పొర యొక్క తుప్పు నిరోధకత మాతృ పదార్థం కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది.

2.4 క్లాడింగ్ లేయర్ యొక్క మైక్రోహార్డ్‌నెస్ విశ్లేషణ
నమూనా యొక్క మైక్రోహార్డ్‌నెస్‌ను కొలవడం జరిగింది. పరీక్ష సమయంలో, లోడ్ 1000 గ్రాములుగా, హోల్డింగ్ సమయం 10 సెకన్లుగా, కొలత మార్గం మాతృ పదార్థం నుండి క్లాడింగ్ ప్రాంతం వైపుగా, మరియు రెండు ప్రక్క ప్రక్క నమూనా పాయింట్ల మధ్య అంతరం 1 మి.మీ.గా ఉండేలా చూసుకున్నారు. మాతృ పదార్థం నుండి క్లాడింగ్ ప్రాంతం వరకు ఉన్న మైక్రోహార్డ్‌నెస్ పంపిణీని పటం 8లో చూపించారు. మాతృ పదార్థం యొక్క సగటు మైక్రోహార్డ్‌నెస్ 172.02 HV, మరియు క్లాడింగ్ పొర యొక్క సగటు మైక్రోహార్డ్‌నెస్ 320.13 HV. చివరి క్లాడింగ్ పొర యొక్క మైక్రోస్ట్రక్చర్‌లో అధిక మొత్తంలో ఫెర్రైట్, విడ్‌మాన్‌స్టాటెనైట్ మరియు తక్కువ మొత్తంలో లాత్ మార్టెన్‌సైట్, పెర్లైట్ ఉన్నాయి. ఈ మైక్రోస్ట్రక్చర్ ప్రాంతం యొక్క కాఠిన్య విలువ అత్యధికంగా 325.92HVగా ఉంది. క్లాడింగ్ పొర యొక్క సగటు కాఠిన్యం మాతృ పదార్థం కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉండి, మరమ్మత్తు బలం యొక్క అవసరాలను తీరుస్తుంది. పటం 8లో చూపినట్లుగా, క్లాడింగ్ ప్రాంతం యొక్క కాఠిన్యం సాధారణంగా మెట్ల వంటి పద్ధతిలో పంపిణీ చేయబడింది. దీనికి కారణం ఏమిటంటే, బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ లేజర్ వైర్ ఫిల్లింగ్ ప్రక్రియలో, ప్రతి క్లాడింగ్ పొర ఏర్పడే ప్రక్రియలో దాని ముందు పొరపై పోస్ట్-హీటింగ్ టెంపరింగ్ ప్రభావాన్ని మరియు తర్వాతి పొరపై ప్రీ-హీటింగ్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. చివరి క్లాడింగ్ పొర పోస్ట్-హీటింగ్ టెంపరింగ్ లేకుండా ప్రీ-హీటింగ్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఏకరీతి గ్రెయిన్ రిఫైన్‌మెంట్‌ను ప్రోత్సహించి, కాఠిన్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది.

2.5 క్లాడింగ్ లేయర్ యొక్క తుప్పు నిరోధకత యొక్క విశ్లేషణ
చాలా లోహ క్షయం విద్యుత్ రసాయన క్షయం రూపంలో జరుగుతుంది, మరియు ఈ క్షయ ప్రక్రియ ప్రాథమిక బ్యాటరీ వలె విద్యుత్ ఉత్పత్తితో కూడి ఉంటుంది [13-14]. బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ క్లాడింగ్ పొర యొక్క విద్యుత్ రసాయన క్షయ పనితీరును పరీక్షించడానికి, నమూనాను 3.5% NaCl ద్రావణంలో ఉంచి దాని టాఫెల్ ధ్రువణ వక్రత మరియు ఇంపెడెన్స్ స్పెక్ట్రమ్‌ను పరీక్షించారు.

క్లాడింగ్ పొర మరియు ఆధార పదార్థం యొక్క ధ్రువణ వక్రతలు చిత్రం 9లో చూపబడ్డాయి. క్లాడింగ్ పొర యొక్క ధ్రువణ వక్రతలో ఒక పాసివేషన్ ప్రాంతం ఉందని చూడవచ్చు, ఇది తుప్పు పట్టే ప్రక్రియలో క్లాడింగ్ పొర ఉపరితలంపై దట్టమైన ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడుతుందని సూచిస్తుంది. ఆక్సైడ్ పొరలోని Cr, Ni, మరియు Si వంటి మూలకాలు పాసివేషన్ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి, అయాన్ల వ్యాప్తిని అడ్డుకుంటాయి మరియు తుప్పు నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తాయి. క్లాడింగ్ పొర మరియు ఆధార పదార్థం యొక్క స్వీయ-తుప్పు పొటెన్షియల్ Ecorr మరియు స్వీయ-తుప్పు కరెంట్ సాంద్రత Icorr డేటా ఫిట్టింగ్ ద్వారా పొందబడ్డాయి, ఇవి పట్టిక 4లో చూపబడ్డాయి. ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణంలో ఒక లోహం యొక్క స్వీయ-తుప్పు పొటెన్షియల్ Ecorr దాని తుప్పు సున్నితత్వాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు ఇది విద్యుత్ రసాయన తుప్పుకు పదార్థం యొక్క నిరోధకతకు సూచిక. స్వీయ-తుప్పు పొటెన్షియల్ ఎంత తక్కువగా ఉంటే, లోహం ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోవడం అంత సులభం మరియు దాని తుప్పు నిరోధకత అంత బలహీనంగా ఉంటుంది; స్వీయ-తుప్పు పొటెన్షియల్ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, లోహం ఎలక్ట్రాన్లను కోల్పోవడం అంత కష్టం మరియు దాని తుప్పు నిరోధకత అంత బలంగా ఉంటుంది[14]. పట్టిక 4 నుండి చూడగలిగినట్లుగా, క్లాడింగ్ పొర యొక్క స్వీయ-క్షయ సంభావ్యత ఆధార పదార్థం కంటే ఎక్కువగా ఉంది, ఇది క్లాడింగ్ పొరకు బలమైన క్షయ నిరోధకత ఉందని సూచిస్తుంది. స్వీయ-క్షయ కరెంట్ సాంద్రత Icorr క్షయ రేటుకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. క్షయ కరెంట్ ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, పదార్థం యొక్క క్షయ రేటు అంత వేగంగా ఉంటుంది మరియు క్షయ నిరోధకత అంత అధ్వాన్నంగా ఉంటుంది. పట్టిక 4లోని డేటా నుండి చూడగలిగినట్లుగా, ఆధార పదార్థం యొక్క స్వీయ-క్షయ కరెంట్ క్లాడింగ్ పొర కంటే ఎక్కువగా ఉంది, ఇది ఆధార పదార్థం యొక్క క్షయ నిరోధకత పేలవంగా ఉందని సూచిస్తుంది. అందువల్ల, స్వీయ-క్షయ సంభావ్యత మరియు స్వీయ-క్షయ కరెంట్ పరిమాణాన్ని పోల్చడం ద్వారా, క్లాడింగ్ పొర యొక్క క్షయ నిరోధకత ఆధార పదార్థం కంటే మెరుగ్గా ఉందని నిర్ధారించవచ్చు.

క్లాడింగ్ పొర మరియు ఆధార పదార్థాన్ని ఇంపీడెన్స్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (EIS) ద్వారా పరీక్షించారు, మరియు రెండు నమూనాల ఇంపీడెన్స్ స్పెక్ట్రమ్ నైక్విస్ట్ ప్లాట్‌లు పటం 10లో చూపబడ్డాయి. Z' మరియు Z” అనేవి కొలవబడిన ఇంపీడెన్స్ Z యొక్క వాస్తవ మరియు కల్పిత భాగాలు. క్లాడింగ్ పొర మరియు ఆధార పదార్థం రెండూ ఒకే కెపాసిటివ్ ఆర్క్ లక్షణాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. కెపాసిటివ్ ఆర్క్ వ్యాసార్థం ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, నమూనా యొక్క మొత్తం ఇంపీడెన్స్ అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు తుప్పు నిరోధకత అంత బలంగా ఉంటుంది. పటం 10లో చూపినట్లుగా, క్లాడింగ్ పొర యొక్క కెపాసిటివ్ ఆర్క్ వ్యాసార్థం ఆధార పదార్థం కంటే గణనీయంగా పెద్దది. అందువల్ల, క్లాడింగ్ పొర యొక్క పోలరైజేషన్ నిరోధకత ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది క్లాడింగ్ పొర యొక్క తుప్పు రేటు తక్కువగా ఉందని మరియు తుప్పు నిరోధకత బలంగా ఉందని సూచిస్తుంది, ఇది డైనమిక్ పొటెన్షియల్ పోలరైజేషన్ కర్వ్ ఫలితాలతో స్థిరంగా ఉంటుంది.

సారాంశంలో, క్లాడింగ్ పొర యొక్క తుప్పు నిరోధకత బేస్ మెటీరియల్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది. మొదటిది, క్లాడింగ్ మెటీరియల్ AFEW6-86 వెల్డింగ్ వైర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, దీనిలో బేస్ మెటీరియల్ కంటే ఎక్కువ Cr మరియు Ni కంటెంట్ ఉంటుంది, అందువల్ల క్లాడింగ్ పొర అధిక ఆక్సీకరణ నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. తుప్పు పట్టే వాతావరణంలో, Cr, O మూలకాలతో చర్య జరిపినప్పుడు, ఉపరితలంపై తుప్పు-నిరోధక ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడుతుంది, ఇది లోహ ఉపరితలాన్ని తుప్పు పట్టించే మాధ్యమం నుండి వేరు చేస్తుంది, యానోడ్ యొక్క ద్రావణ ప్రక్రియను తగ్గిస్తుంది మరియు క్లాడింగ్ లోహం యొక్క ద్రావణ రేటును తగ్గిస్తుంది, తద్వారా క్లాడింగ్ పొర యొక్క తుప్పు నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది. తుప్పు నిరోధకత మెరుగుపడుతుంది[15-16]. రెండవ కారణం ఏమిటంటే, ఉష్ణ ప్రవేశం పెరగడం వల్ల క్లాడింగ్ పొరలో రేణువుల పరిమాణ పంపిణీ మరింత ఏకరీతిగా ఉంటుంది.

3 తీర్మానం
(1) బహుళ-పొర మరియు బహుళ-పాస్ ద్వారా పొందిన క్లాడింగ్ పొర లేజర్ వైర్ వెల్డింగ్ ప్రక్రియ మంచి స్థూల నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది, రంధ్రాలు మరియు పగుళ్లు వంటి స్పష్టమైన లోపాలు లేవు, మరియు క్లాడింగ్ పొర మరియు మాతృ పదార్థం మధ్య మంచి లోహసంబంధ బంధం ఏర్పడింది. గణనీయమైన నిలువు కుప్ప ఉంది, మరియు క్లాడింగ్ పొర యొక్క మందం 11.5 మి.మీ.
(2) క్లాడింగ్ పొర ప్రధానంగా ఫెర్రైట్, విడ్మాన్‌స్టాటెన్ మరియు లాత్ మార్టెన్‌సైట్‌లతో కూడి ఉంటుంది. క్లాడింగ్ పొరలోని Cr మరియు Ni కంటెంట్ మాతృ పదార్థం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. Cr మరియు Ni మూలకాలు పాసివేషన్ ఫిల్మ్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి, అయాన్ల వ్యాప్తిని అడ్డుకుంటాయి మరియు క్లాడింగ్ పొర యొక్క ఆక్సీకరణ నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తాయి. అదనంగా, ఉష్ణ ప్రవేశం పెరగడం వల్ల, క్లాడింగ్ పొరలో రేణువుల పరిమాణ పంపిణీ మరింత ఏకరీతిగా ఉంటుంది, కాబట్టి క్లాడింగ్ పొర యొక్క తుప్పు నిరోధకత మాతృ పదార్థం కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది.
(3) మాతృ పదార్థం యొక్క సగటు కాఠిన్యం 172.02HV, మరియు క్లాడింగ్ పొర యొక్క సగటు కాఠిన్యం 320.13HV, క్లాడింగ్ పొర యొక్క కాఠిన్యం మాతృ పదార్థం కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు గింజ పరిమాణం యొక్క ప్రభావం కారణంగా, క్లాడింగ్ ప్రాంతం యొక్క కాఠిన్యం మొత్తం మీద మెట్ల వంటి పంపిణీ ధోరణిని చూపుతుంది.