01 Introduzzjoni tal-Karta
Bħalissa, hemm ftit attenzjoni fuq ir-raġunijiet għaliex l-ispazjar tal-wajer fl-iwweldjar ibridu tal-laser-ark jikkawża difetti tal-iwweldjar, speċjalment fl-iwweldjar tal-pjanċa ħoxna, fejn l-instabilità tal-formazzjoni tal-pjanċa ħoxna hija akbar u x'aktarx li jseħħu difetti tal-iwweldjar. Biex tifhem aktar l-influwenza tal-ispazjar tal-wajer fuq il-formazzjoni tad-difetti fl-iwweldjar ibridu ta 'pjanċa ħoxna, dan l-istudju uża wajer ta' -veloċità għolja, -qawwa għolja-iwweldjar ibridu bil-lejżer biex iwweldja pjanċi tal-azzar tal-baħar AH36 ta '12 mm ħoxnin. Intużat-kamera b'veloċità għolja biex tosserva t-trasferiment tal-qtar u l-fluss tal-pool imdewweb, u simulazzjonijiet numeriċi ġew impjegati biex tistudja l-imġiba speċifika tal-fluss tal-pool imdewweb. Dan jiċċara l-mekkaniżmu li bih l-ispazjar tal-wajers jaffettwa l-formazzjoni tad-difetti fl-iwweldjar ibridu tal-wajer-laser.
02 Ħarsa ġenerali tal-karta:
Laser-Arc Hybrid Welding (LAHW), bħala metodu ta' tgħaqqid prospettiv ħafna, ġibed attenzjoni sinifikanti fil-ġonot tal-pjanċa ħoxna tal-bini tal-vapuri. Bħala wieħed mill-aktar parametri kritiċi tal-iwweldjar fl-iwweldjar ibridu tal-laser-ark, l-ispazjar bejn ir-raġġ tal-lejżer u l-ark jista 'jaffettwa b'mod sinifikanti l-effett tal-igganċjar bejn il-lejżer u l-ark, speċjalment f'kundizzjonijiet tal-iwweldjar ta'-qawwa għolja tal-lejżer u ta '-veloċità għolja. Għalhekk, l-esplorazzjoni tal-effett tal-ispazjar tar-raġġi fuq l-iwweldjar għandha sinifikat teoretiku importanti għar-riċerka futura u l-produzzjoni industrijali. Dan id-dokument juża fotografija b'veloċità għolja-tal-proċess tal-iwweldjar biex janalizza l-impatt tal-ispazjar tar-raġġi fuq it-trasferiment tal-qtar u l-istabbiltà tal-fluss tal-pool imdewweb, u jgħaqqad simulazzjoni numerika biex teżamina l-mekkaniżmu ta 'formazzjoni ta' difetti tal-iwweldjar. Ir-riżultati juru li spazjar xieraq tar-raġġi jista 'jikseb weldjaturi iffurmati tajjeb-mingħajr difetti ovvji tal-iwweldjar. Meta l-ispazjar tar-raġġ ikun qrib wisq, l-effett ta 'akkoppjar eċċessiv bejn il-lejżer u l-ark iwassal għal trasferiment ta' qtar instabbli u fluss ta 'pool imdewweb, li jirriżulta f'difetti ta' wweldjar bħal spatter u undercut. Meta l-ispazjar tar-raġġ ikun kbir wisq, l-effett tal-akkoppjar taż-żewġ sorsi tas-sħana jiddgħajjef, ir-rinfurzar tal-weldjatura jonqos, u jistgħu jseħħu difetti fil-porożità.
03 Analiżi Grafika:
Mill-immaġini tal-morfoloġija tal-wiċċ tal-weldjatura u l-morfoloġija trasversali-taħt spazji tar-raġġi tal-lejżer differenti (Figura 1), wieħed jista 'jara li l-formazzjoni tal-wiċċ tal-weldjatura tvarja b'mod sinifikanti bi spazji differenti tar-raġġi tal-laser, filwaqt li l--morfoloġija trasversali ta' weldjaturi taħt spazjar differenti hija simili, kollha jidhru goblet-. Meta l-ispazjar tar-raġġ tal-lejżer huwa ta '4 mm, ma jkunx hemm difetti ovvji tal-iwweldjar, u l-formazzjoni tal-weldjatura hija ottimali.
Kif jidher mill-Figura 2, hekk kif l-ispazjar bejn il-fibri ottiċi jiżdied gradwalment minn 0 mm għal 8 mm, il-frekwenza ta 'transizzjonijiet ta' ċirkwit qasir -l-ewwel tonqos u mbagħad tiżdied.
Kif jidher mill-Figura 3, meta jintuża l-iwweldjar MAG pur, taħt il-mod ta 'transizzjoni tal-ġett, id-direzzjoni tat-transizzjoni tal-ġett hija tul il-linja mdewwma tal-ponta tal-wajer. Meta l-lejżer jiżdied għall-iwweldjar ibridu, l-angolu ta 'deflessjoni tat-transizzjoni tal-ġett jinbidel b'mod sinifikanti.
Mit-tabella statistika fil-Figura 5, wieħed jista' jara li l-frekwenza ta' tranżizzjonijiet ta' short-circuit inizjalment tonqos u mbagħad tiżdied. Il-kobor tal-angolu tad-deflessjoni tat-transizzjoni tal-ġett jonqos gradwalment hekk kif id-distanza bejn il-fibri ottiċi tiżdied minn 0 mm għal 4 mm. Meta l-ispazjar tal-fibra jkompli jiżdied għal 6-8 mm, l-effett tal-lejżer fuq l-angolu tad-deflessjoni tat-transizzjoni tal-ġett gradwalment jisparixxi.
Kif jidher mill-Figura 6, parti mid-difetti tal-ispatter jinqalgħu minn tranżizzjonijiet instabbli ta' short-circuit. F'T+5.9 ms, il-pont tal-metall imdewweb jgħaddi minn fenomenu ta' 'qsim tal-għonq', li jifforma ħafna spatters fini.
Kif jidher mill-Figura 7, minħabba l-influwenza tal-forzi tal-fwar tal-metall ġewwa l-keyhole u l-impatt ikkawżat mit-transizzjoni tal-qtar, fil-pożizzjoni ta 'wara tal-keyhole, il-metall imdewweb fuq il-wiċċ tal-pool tal-weldjatura jiċċirkola malajr wisq u jinqala' mill-pool, li jiffurmaw difetti spatter.
Mir-riżultati ta 'simulazzjoni numerika fil-Figura 8, wieħed jista' jara li taħt l-effetti magħquda tal-laser u l-ark, it-temperatura tal-metall imdewweb qrib iċ-ċentru tal-pool imdewweb hija ogħla u r-rata tal-fluss hija aktar mgħaġġla. Dan jikkawża li l-metall imdewweb jakkumula lejn iċ-ċentru tal-pool. Hekk kif il-weldjatura tkessaħ, il-metall imdewweb fuq iż-żewġ naħat ikompli jimxi lejn ir-reġjun tan-nofs taħt l-influwenza tal-forza Marangoni, li jirriżulta fil-formazzjoni ta 'difetti undercut fuq iż-żewġ naħat tal-weldjatura.
Kif jidher mill-Figura 9, meta l-ispazjar bejn il-filamenti jkun kbir wisq, l-effett tat-tisħin minn qabel tal-ark jiddgħajjef, l-effett tat-tisħin tal-lejżer fuq il-parti t'isfel tal-keyhole jitnaqqas, u l-istabbiltà tat-toqba tiddeterjora. Minħabba l-enerġija insuffiċjenti li tiġi trasferita fil-qiegħ tal-weldjatura, in-nofs t'isfel tal-keyhole isir instabbli u ma jistax jibqa 'kontinwament miftuħ, li jagħmilha diffiċli għall-bżieżaq tal-gass interni biex jaħarbu, li finalment jirriżultaw f'difetti tal-porożità.
03 Sommarju u Outlook
Dan id-dokument juża l-iwweldjar ibridu tal--laser-MAG ta' qawwa għolja fuq azzar AH36 ta' ħxuna ta' 12 mm biex jistudja l-formazzjoni tal-weldjatura, it-tranżizzjoni tal-qtar, u l-imġiba tal-fluss tal-pool imdewweb. Barra minn hekk, l-effett tal-ispazjar tal-wajer tal-lejżer fuq il-proċess tal-iwweldjar u l-mekkaniżmu tal-formazzjoni tad-difetti tal-weldjatura huma diskussi. Il-konklużjonijiet ewlenin huma kif ġej: (1) Meta l-qawwa tal-laser hija 9.5 kW, il-veloċità tal-għalf tal-wajer hija 10 m/min, il-veloċità tal-iwweldjar hija 1.8 m/min, u l-ispazjar tal-wajer tal-lejżer huwa ta '4 mm, tinkiseb l-aħjar formazzjoni ta' weldjatura, b'tisħiħ tal-weldjatura ta '0.28 mm u wisa' ta 'weldjatura ta' 5,02 mm, jew mingħajr difett. L-ispazjar tal-wajer tal-lejżer jaffettwa b'mod sinifikanti l-forma ta' transizzjoni tal-qtar (ġett + transizzjoni ta' ċirkwit qasir-). Hekk kif l-ispazjar tal-wajer tal-lejżer jiżdied, il-frekwenza tat-tranżizzjoni ta' ċirkwit qasir-l-ewwel tonqos u mbagħad tiżdied. Meta l-ispazjar tal-wajer tal-lejżer huwa 0, 2, 4, 6, u 8 mm, il-frekwenza ta 'transizzjoni ta' ċirkwit qasir -hija 161 Hz, 124 Hz, 95 Hz, 116 Hz, u 138 Hz, rispettivament. L-angolu tad-deflessjoni tat-transizzjoni tal-ġett jonqos maż-żieda fl-ispazjar tal-wajer. Meta l-ispazjar tal-wajer ikun akbar minn 6 mm, l-angolu tad-deflessjoni m'għadux affettwat mill-ispazjar tal-wajer, konsistenti mal-iwweldjar MAG wieħed. (3) It-tixjir jifforma prinċipalment 'il fuq mill-keyhole tal-laser u fuq in-naħa ta' wara tal-pool imdewweb. It-tranżizzjoni tal-qtar ta' ċirkwit-qasir jinduċi l-għonq u l-ftuq tal-pont tal-metall likwidu, li jiffurmaw qtar tal-metall żgħar multipli, li huma influwenzati aktar minn fwar tal-metall li joħroġ mit-toqba tas-serratura, li jirriżulta fi spatter. Barra minn hekk, il-pool imdewweb huwa affettwat minn plume tal-fwar u l-forza tal-impatt tat-tranżizzjoni tal-qtar, li tikkawża żieda fil-veloċità tal-fluss tal-metall imdewweb fuq in-naħa ta 'wara. Meta l-metall imdewweb jiċċirkola djagonalment 'il fuq b'veloċità ta' 0.3 m/s, parti mill-metall imdewweb tissepara mill-pool, u tifforma spatter. (4) Il-formazzjoni ta 'difetti undercut hija relatata mill-qrib mal-fluss tal-pool imdewweb. Il-metall imdewweb fiż-żona tal-gass-minfuħa u madwar it-toqba tas-keyhole kontinwament jgħaddi lura, u jikkawża li n-naħa ta 'wara tal-pixxina titla'. Hekk kif iż-żona tal-weldjatura tissolidifika gradwalment, taħt il-forza Marangoni, il-metall imdewweb fil-ġnub relattivament aktar friski tal-weldjatura jimxi lejn iċ-ċentru sħun, li jħalli metall imdewweb insuffiċjenti fil-punt tal-weldjatura u jirriżulta f'difetti undercut. (5) Meta l-ispazjar tal-wajer tal-lejżer ikun kbir wisq, x'aktarx isseħħ porożità ġewwa l-weldjatura. L-effett ta 'akkoppjar bejn il-lejżer u l-ark huwa mdgħajjef b'mod sinifikanti, u jikkawża li l-pools imdewweb tal-lejżer u tal-ark jiġu kważi separati, u tnaqqas l-enerġija trażmessa fil-qiegħ tal-weldjatura. Dan inaqqas l-istabbiltà fil-qiegħ tal-keyhole, li jagħmilha diffiċli għall-bżieżaq biex jaħarbu mill-pool imdewweb, fl-aħħar mill-aħħar jiffurmaw difetti tal-porożità hekk kif il-weldjatura tkessaħ u tissolidifika.
