01 Cyflwyniad Papur
Mae aloion alwminiwm, oherwydd eu hadlewyrchedd uchel a'u dargludedd thermol uchel, yn tueddu i gynhyrchu gwasgariad mewn weldio laser traddodiadol oherwydd dwysedd ynni gormodol a thyllau clo ansefydlog, sy'n effeithio ar ansawdd weldio a pherfformiad cydrannau. Mae'r astudiaeth hon yn ymchwilio i'r mecanwaith trwy arbrofion (gosod cyfanswm pwerau laser gwahanol, cymarebau pŵer craidd/cylch, a chyflymder weldio, arsylwi plu anwedd a deinameg spatter gyda chamera cyflymder uchel, a dadansoddi morffoleg weldio â dyfnder uwch o feicrosgop maes amlddimensiwn a chyflymder cyplydd aml-gyfrifol). Mae'n datgelu bod y laser annular yn cynhesu ymyl blaen y pwll tawdd, gan leihau amrywiadau mewn amsugno laser a sefydlogi alldafliad pluen anwedd i atal spatter. Yn ogystal, sefydlwyd model meintiol sy'n cysylltu tymheredd rhagboethi â chyfanswm pŵer, cymhareb pŵer cylch, a chyflymder weldio, sy'n awgrymu y dylai'r tymheredd cynhesu fod o fewn yr ystod rhwng ymdoddbwyntiau a berwbwyntiau'r deunydd sylfaen. Mae'r astudiaeth yn deillio o feini prawf ar gyfer dewis paramedrau proses sy'n rhydd o wasgaru, ac mae arbrofion yn cadarnhau bod gwasgariad yn cael ei leihau'n sylweddol o fewn yr ystod paramedr hon, gan ddarparu arweiniad damcaniaethol a strategaethau cymhwyso diwydiannol ar gyfer weldio laser o ansawdd uchel o aloion adlewyrchol iawn.
02Crynodeb
Mae'r papur hwn yn seiliedig ar ddull sy'n cyfuno arbrofion ac efelychiad rhifiadol cypledig amlffiseg dros dro tri dimensiwn. Targedodd yr arbrawf 6061 o blatiau aloi alwminiwm, gan osod chwe chymarebau pŵer craidd/cylch (10:0 i 0:10), tri chyflymder weldio (40mm/s, 60mm/s, 80mm/s), a chyfanswm pŵer laser sefydlog (6000W). Defnyddiwyd camerâu cyflymder uchel i arsylwi ar blu anwedd a gwasgariad, microsgopau maes uwch-ddyfnder i ddadansoddi morffoleg weldio, a chynlluniwyd arbrawf cymharol gyda phŵer canolog sefydlog. Defnyddiodd yr efelychiad rhifiadol fodel CFD i efelychu llif gwres y pwll toddi, amsugno laser, a phrosesau ffisegol eraill. Canfu'r arbrofion po uchaf yw'r gyfran o bŵer laser cylch, y mwyaf unffurf y mae'r arwyneb weldio (gwahaniaeth brig-i-gwahaniaeth dyffryn wedi gostwng o 1.40mm i 0.41mm) a gostyngodd amlder y gwasgariad 65%. Datgelodd hefyd fod y laser cylch yn cynhesu blaen y pwll toddi, yn culhau ystod amrywiad yr amsugno laser, ac yn sefydlogi'r pluen anwedd, sy'n atal spatter. Yn olaf, sefydlwyd model meintiol o dymheredd preheating a pharamedrau proses, sy'n awgrymu y dylai'r tymheredd preheating fod rhwng y pwynt toddi deunydd sylfaen a'r berwbwynt. Deilliwyd a dilyswyd paramedrau proses rhydd spatter, gan ddarparu arweiniad damcaniaethol ar gyfer weldio laser am ddim o aloeon alwminiwm.
03 Dadansoddi Delwedd a Thestun
Mae Ffigur 1 yn cynnwys dau ddarn craidd o wybodaeth: yn gyntaf, mae Ffigur 1(a) yn cyflwyno cyfluniad caledwedd craidd weldio laser modd cylch y gellir ei addasu, gan gynnwys lleoliadau a chysylltiadau cydrannau fel dyfais laser ffibr rhaglenadwy CFX 8000, robot, pen prosesu laser a chamera cyflymder uchel, gan egluro rhesymeg weithredol y sylfaen arsylwadol a gosodiad caledwedd ar gyfer gosodiadau paramedr a spatter dilynol. plu anwedd, gan sicrhau safoni gweithrediadau arbrofol a chasglu data; yn ail, mae Ffigur 1(b) yn delweddu prosesau ffisegol allweddol mewn weldio laser, megis newid gwedd, amsugno laser a deinameg anwedd, gan adeiladu fframwaith ffisegol ar gyfer y rhyngweithio rhwng y laser a deunyddiau, gan ddarparu sail ddamcaniaethol ar gyfer efelychiadau rhifiadol tri-dimensiwn aml-gorfforol dros dro, a chynorthwyo i ddeall mecanweithiau ffurfio gwaelodol.
04Casgliad
Mae'r astudiaeth hon yn canolbwyntio ar y mater spatter mewn weldio laser annular addasadwy o aloion alwminiwm. Trwy arbrofion (gosod gwahanol gymarebau pŵer craidd/cylch, cyflymder weldio, ynghyd ag arsylwi gan ddefnyddio-gamerâu cyflymder uchel a dyfnder estynedig-microsgopau maes) a thri -efelychiadau rhifiadol cypledig amlffiseg dros dro, y mecanwaith a ddefnyddir i atal laserau anwastad, gan gulhau ymyl y laser wrth doddi blaen y pwll trwy gynhesu ymyl y pwll trwy ffliwt ymlaen llaw. datgelwyd amsugno, a sefydlogi'r pluen anwedd-. Sefydlwyd model meintiol sy'n ymwneud â thymheredd rhagboethi â pharamedrau proses, gan gynnig y dylai'r tymheredd cynhesu fod rhwng pwynt toddi a berwbwynt y deunydd sylfaen. Ni ddeilliwyd o feini prawf paramedr proses spatter a'u dilysu'n arbrofol, gan egluro'r ystod dewis paramedr ar gyfer weldio aloi alwminiwm yn rhydd. Gall hyn arwain diwydiannau sy'n dibynnu ar gydrannau alwminiwm ysgafn, megis gweithgynhyrchu modurol, i fynd i'r afael â phroblemau cyffredin gwasgariad uchel ac ansawdd weldio gwael mewn weldio laser confensiynol, gan hyrwyddo datblygiad cymwysiadau diwydiannol o ansawdd uchel a sefydlog iawn o weldio laser aloi alwminiwm.
