01 Introduzzjoni tal-Karta
Ligi tal-aluminju, minħabba r-riflettività għolja u l-konduttività termali għolja tagħhom, għandhom tendenza li jipproduċu spatter fl-iwweldjar bil-lejżer tradizzjonali minħabba densità eċċessiva tal-enerġija u toqob tas-sejħiet instabbli, li jaffettwaw il-kwalità tal-weldjatura u l-prestazzjoni tal-komponenti. Dan l-istudju jinvestiga l-mekkaniżmu permezz ta' esperimenti (l-issettjar ta' poteri totali differenti tal-laser, proporzjonijiet ta' qawwa tal-qalba/ċirku, u veloċitajiet tal-iwweldjar, osservazzjoni ta' plumes tal-fwar u dinamika ta' spatter b'kamera ta'-veloċità għolja, u analiżi tal-morfoloġija tal-weldjatura b'mikroskopju ta'-field multifiżika transitorju) u multifiżika numerika transitorja. Jiżvela li l-laser annulari jisħon minn qabel it-tarf ta 'quddiem tal-pool imdewweb, inaqqas il-varjazzjonijiet fl-assorbiment tal-lejżer u jistabbilizza l-ejection ta' plume tal-fwar biex irażżan it-tixjir. Barra minn hekk, ġie stabbilit mudell kwantitattiv li jgħaqqad it-temperatura tat-tisħin minn qabel mal-qawwa totali, il-proporzjon tal-qawwa taċ-ċirku u l-veloċità tal-iwweldjar, li jissuġġerixxi li t-temperatura tat-tisħin minn qabel għandha tkun fil-medda bejn il-punti tat-tidwib u tat-togħlija tal-materjal bażi. L-istudju joħroġ kriterji għall-għażla tal-parametri tal-proċess bla tixrid-, u l-esperimenti jikkonfermaw li t-tixrid jitnaqqas b'mod sinifikanti f'din il-firxa tal-parametri, li jipprovdi gwida teoretika u strateġiji ta' applikazzjoni industrijali għall-iwweldjar bil-laser ta'-kwalità għolja ta' ligi li jirriflettu ħafna.
02 Sommarju
Dan id-dokument huwa bbażat fuq metodu li jgħaqqad esperimenti u simulazzjoni numerika akkoppjata multifiżika transitorja tridimensjonali. L-esperiment immira 6061 pjanċi ta 'liga tal-aluminju, li stabbilixxa sitt proporzjonijiet tal-qawwa tal-qalba/ċurkett (10:0 sa 0:10), tliet veloċitajiet tal-iwweldjar (40mm/s, 60mm/s, 80mm/s), u qawwa totali tal-laser fissa (6000W). Kameras ta'-veloċità għolja ntużaw biex josservaw il-fwar u t-tixrid, mikroskopji ultra{-fond-tal--kamp biex janalizzaw il-morfoloġija tal-weldjatura, u ġie ddisinjat esperiment komparattiv b'enerġija ċentrali fissa. Is-simulazzjoni numerika użat mudell CFD biex tissimula l-fluss tas-sħana tal-pool tat-tidwib, l-assorbiment tal-lejżer, u proċessi fiżiċi oħra. L-esperimenti sabu li iktar ma jkun għoli l-proporzjon tal-qawwa tal-lejżer taċ-ċirku, iktar ikun uniformi l-wiċċ tal-weldjatura (id-differenza tal-quċċata-għa{-wied imnaqqsa minn 1.40mm għal 0.41mm) u l-frekwenza tat-tixqiq naqset b'65%. Żvela wkoll li l-lejżer taċ-ċirku jissaħħan minn qabel il-faċċata tal-pool tat-tidwib, idejjaq il-firxa tal-varjazzjoni tal-assorbiment tal-lejżer, u jistabbilizza l-plume tal-fwar, li jrażżan it-tixqiq. Fl-aħħarnett, ġie stabbilit mudell kwantitattiv tat-temperatura tat-tisħin minn qabel u l-parametri tal-proċess, li jissuġġerixxi li t-temperatura tat-tisħin minn qabel għandha tkun bejn il-punt tat-tidwib tal-materjal bażiku u l-punt tat-togħlija. Ġew derivati u vverifikati l-parametri tal-proċess bla tixrid-, li jipprovdu gwida teoretika għall-iwweldjar bil-lejżer mingħajr tixrib-liegi tal-aluminju.
03 Analiżi tal-Immaġni u tat-Test
Il-Figura 1 fiha żewġ biċċiet ta' informazzjoni ewlenin: l-ewwel, il-Figura 1(a) tippreżenta l-konfigurazzjoni tal-hardware tal-qalba tal-iwweldjar bil-lejżer b'mod ċirku aġġustabbli, inklużi l-pożizzjonijiet u l-konnessjonijiet ta 'komponenti bħall-apparat tal-laser tal-fibra programmabbli CFX-8000, robot, ras tal-ipproċessar tal-lejżer u kamera b'veloċità għolja, tiċċara l-loġika operattiva u l-parametru sperimentali tal-issettjar tal-hardware sperimentali u l-parametru sperimentali. osservazzjonijiet ta' spatter u fwar, li jiżguraw l-istandardizzazzjoni ta' operazzjonijiet sperimentali u ġbir ta' data; it-tieni, il-Figura 1(b) tivisualizza proċessi fiżiċi ewlenin fl-iwweldjar bil-lejżer, bħal bidla fil-fażi, assorbiment tal-laser u dinamika tal-fwar, tibni qafas fiżiku għall-interazzjoni bejn il-lejżer u materjali, li tipprovdi bażi teoretika għal simulazzjonijiet numeriċi akkoppjati kamp multi-fiżiku transitorju tridimensjonali, u tgħin fil-fehim tal-mekkaniżmi sottostanti tal-formazzjoni ta 'spatter.
04 Konklużjoni
Dan l-istudju jiffoka fuq il-kwistjoni tal-ispatter fl-iwweldjar bil-lejżer annulari aġġustabbli ta 'ligi tal-aluminju. Permezz ta' esperimenti (l-issettjar ta' proporzjonijiet ta' qawwa tal-qalba/ċurkett differenti, veloċitajiet tal-iwweldjar, flimkien ma' osservazzjoni bl-użu ta'-kameras b'veloċità għolja u fond-estiż ta'-mikroskopji tal-kamp) u multifiżika transitorja tridimensjonali akkoppjata simulazzjonijiet numeriċi, il-mekkaniżmu li bih lejżers annulari jrażżnu t-tixjir ta' quddiem - assorbiment tal-lejżer, u l-istabbilizzazzjoni tal-fwar-kien żvelat. Ġie stabbilit mudell kwantitattiv li jirrelata t-temperatura tat-tisħin minn qabel mal-parametri tal-proċess, li jipproponi li t-temperatura tat-tisħin minn qabel għandha tkun bejn il-punt tat-tidwib u l-punt tat-togħlija tal-materjal bażi. L-ebda kriterji ta'-parametri tal-proċess ta' spatter ma ġew derivati u vverifikati b'mod sperimentali, li jiċċaraw il-firxa tal-għażla tal-parametri għall-iwweldjar ħieles mill-ispatter-tal-ligi tal-aluminju. Dan jista 'jiggwida lill-industriji li jiddependu fuq komponenti ħfief tal-aluminju, bħall-manifattura tal-karozzi, biex jindirizzaw il-problemi komuni ta' spatter għoli u kwalità fqira tal-weldjatura fl-iwweldjar bil-lejżer konvenzjonali, jippromwovi l-iżvilupp ta '-applikazzjonijiet industrijali ta' kwalità għolja u stabbli ħafna tal-iwweldjar bil-lejżer ta 'liga tal-aluminju.
