01 Cyflwyniad Papur
Ar hyn o bryd, nid oes llawer o sylw i'r rhesymau pam mae'r bylchau gwifren mewn weldio hybrid arc laser yn achosi diffygion weldio, yn enwedig mewn weldio plât trwchus, lle mae ansefydlogrwydd ffurfio plât trwchus yn fwy ac mae diffygion weldio yn fwy tebygol o ddigwydd. Er mwyn deall ymhellach ddylanwad bylchau gwifrau ar ffurfio diffygion mewn weldio hybrid plât trwchus, defnyddiodd yr astudiaeth hon-gwifren pŵer uchel, uchel- weldio hybrid laser i weldio platiau dur morol AH36 12 mm o drwch. Defnyddiwyd camera cyflymder uchel i arsylwi ar drosglwyddo defnynnau a llif y pwll tawdd, a defnyddiwyd efelychiadau rhifiadol i astudio ymddygiad llif penodol y pwll tawdd. Mae hyn yn egluro'r mecanwaith y mae bylchau gwifrau yn ei ddefnyddio i effeithio ar ffurfio diffygion mewn weldio hybrid laser gwifren.
02 Trosolwg Papur:
Mae Weldio Arc Hybrid Laser-Arc Hybrid Welding (LAHW), fel dull uno arfaethedig eang, wedi denu sylw sylweddol yn uniadau plât trwchus adeiladu llongau. Fel un o'r paramedrau weldio mwyaf hanfodol mewn weldio hybrid arc laser, gall y gofod rhwng y trawst laser a'r arc effeithio'n sylweddol ar yr effaith gyplu rhwng y laser a'r arc, yn enwedig mewn amodau weldio laser pŵer uchel a chyflymder uchel. Felly, mae gan archwilio effaith bylchiad trawst ar weldio arwyddocâd damcaniaethol pwysig ar gyfer ymchwil a chynhyrchu diwydiannol yn y dyfodol. Mae'r papur hwn yn defnyddio ffotograffiaeth cyflymder uchel o'r broses weldio i ddadansoddi effaith bylchau trawst ar drosglwyddo defnynnau a sefydlogrwydd llif pyllau tawdd, ac mae'n cyfuno efelychiad rhifiadol i archwilio mecanwaith ffurfio diffygion weldio. Mae'r canlyniadau'n dangos y gall bylchiad trawst priodol gyflawni weldiadau wedi'u ffurfio'n dda heb unrhyw ddiffygion weldio amlwg. Pan fo'r bylchiad trawst yn rhy agos, mae'r effaith gyplu gormodol rhwng y laser a'r arc yn arwain at drosglwyddo defnynnau ansefydlog a llif pwll tawdd, gan arwain at ddiffygion weldio fel spatter a thandoriad. Pan fo'r bylchau trawst yn rhy fawr, mae effaith gyplu'r ddwy ffynhonnell wres yn cael ei gwanhau, mae'r atgyfnerthiad weldio yn lleihau, a gall diffygion mandylledd ddigwydd.
03 Dadansoddiad Graffig:
O'r delweddau o forffoleg arwyneb weldio a morffoleg traws-adrannol o dan wahanol fylchau trawst laser (Ffigur 1), gellir gweld bod ffurfiant arwyneb weldio yn amrywio'n sylweddol gyda bylchau trawstiau laser gwahanol, tra bod morffoleg traws-adrannol welds o dan fylchau gwahanol yn debyg, i gyd yn ymddangos yn siâp goblet-. Pan fo'r pellter trawst laser yn 4 mm, nid oes unrhyw ddiffygion weldio amlwg, ac mae'r ffurfiad weldio yn optimaidd.
Fel y gwelir yn Ffigur 2, wrth i'r bwlch rhwng y ffibrau optegol gynyddu'n raddol o 0 mm i 8 mm, mae amlder trawsnewidiadau cylched byr yn gostwng yn gyntaf ac yna'n cynyddu.
Fel y gwelir o Ffigur 3, pan ddefnyddir weldio MAG pur, o dan y modd trosglwyddo jet, mae cyfeiriad y trawsnewidiad jet ar hyd llinell oedi blaen y wifren. Pan ychwanegir laser ar gyfer weldio hybrid, mae ongl gwyro'r trawsnewidiad jet yn newid yn sylweddol.
O'r siart ystadegol yn Ffigur 5, gellir gweld bod amlder trawsnewidiadau cylched byr yn lleihau i ddechrau ac yna'n cynyddu. Mae maint ongl gwyro trawsnewid jet yn gostwng yn raddol wrth i'r pellter rhwng y ffibrau optegol gynyddu o 0 mm i 4 mm. Pan fydd y bylchau ffibr yn cynyddu ymhellach i 6-8 mm, mae effaith y laser ar ongl gwyro trawsnewid jet yn diflannu'n raddol.
Fel y gwelir o Ffigur 6, mae rhan o'r diffygion gwasgariad yn deillio o drawsnewidiadau cylched byr ansefydlog. Yn T+5.9 ms, mae'r bont fetel tawdd yn mynd trwy ffenomen 'rhwygo'r gwddf', gan ffurfio llawer o sborion mân.
Fel y gwelir o Ffigur 7, oherwydd dylanwad y grymoedd anwedd metel y tu mewn i'r twll clo a'r effaith a achosir gan y trawsnewidiad defnyn, ar safle cefn y twll clo, mae'r metel tawdd ar wyneb y pwll weldio yn llifo'n rhy gyflym ac yn gwahanu oddi wrth y pwll, gan ffurfio diffygion spatter.
O'r canlyniadau efelychiad rhifiadol yn Ffigur 8, gellir gweld, o dan effeithiau cyfunol y laser a'r arc, bod tymheredd y metel tawdd ger canol y pwll tawdd yn uwch ac mae'r gyfradd llif yn gyflymach. Mae hyn yn achosi i'r metel tawdd gronni tuag at ganol y pwll. Wrth i'r weldiad oeri, mae'r metel tawdd ar y ddwy ochr yn parhau i symud tuag at y rhanbarth canol o dan ddylanwad grym Marangoni, gan arwain at ffurfio diffygion tandor ar ddwy ochr y weldiad.
Fel y gwelir yn Ffigur 9, pan fo'r bwlch rhwng y ffilamentau yn rhy fawr, mae'r effaith cynhesu arc yn cael ei wanhau, mae'r effaith gwresogi laser ar ran isaf y twll clo yn cael ei leihau, ac mae sefydlogrwydd y twll yn dirywio. Oherwydd bod ynni annigonol yn cael ei drosglwyddo i waelod y weldiad, mae hanner isaf y twll clo yn mynd yn ansefydlog ac ni all aros yn agored yn barhaus, gan ei gwneud hi'n anodd i swigod nwy mewnol ddianc, gan arwain yn y pen draw at ddiffygion mandylledd.
03 Crynodeb a Rhagolygon
Mae'r papur hwn yn defnyddio weldio hybrid MAG laser pŵer uchel ar ddur AH36 12 mm o drwch i astudio ffurfiant weldio, trawsnewid defnynnau, ac ymddygiad llif pwll tawdd. Ymhellach, trafodir effaith bylchau gwifrau laser ar y broses weldio a mecanwaith ffurfio diffygion weldio. Mae'r prif gasgliadau fel a ganlyn: (1) Pan fo'r pŵer laser yn 9.5 kW, mae cyflymder bwydo gwifren yn 10 m/munud, cyflymder weldio yn 1.8 m/munud, a bylchiad gwifren laser yn 4 mm, cyflawnir y ffurfiad weldio gorau, gydag atgyfnerthiad weldio o 0.28 mm a lled weldiad o 5.02 mm, heb ddiffygion () yn effeithio'n sylweddol ar y bwlch rhwng y gwifrau tandoriad, neu'r bylchiad laser, fel y bylchiad laser, neu'r bylchiad tandoriad. o drawsnewidiad defnynnau (jet +-trawsnewid cylched byr). Wrth i fylchau gwifrau laser gynyddu, mae amlder y trosglwyddiad cylched byr yn gostwng yn gyntaf ac yna'n cynyddu. Pan fo'r bylchiad gwifren laser yn 0, 2, 4, 6, ac 8 mm, amlder y trosglwyddiad cylched byr yw 161 Hz, 124 Hz, 95 Hz, 116 Hz, a 138 Hz, yn y drefn honno. Mae ongl gwyro trawsnewidiad jet yn lleihau gyda bylchau cynyddol rhwng gwifrau. Pan fo'r bylchau gwifren yn fwy na 6 mm, nid yw'r bylchiad gwifren yn effeithio ar yr ongl gwyro mwyach, sy'n gyson â weldio MAG sengl. (3) Mae spatter yn ffurfio'n bennaf uwchben y twll clo laser ac ar ochr gefn y pwll tawdd. Mae trosglwyddiad defnyn cylched byr yn achosi gwddf a rhwygiad y bont fetel hylifol, gan ffurfio defnynnau metel bach lluosog, sy'n cael eu dylanwadu ymhellach gan anwedd metel sy'n cael ei daflu allan o'r twll clo, gan arwain at wasgariad. Yn ogystal, mae pluen anwedd a grym effaith trawsnewid defnynnau yn effeithio ar y pwll tawdd, gan achosi cynnydd yng nghyflymder llif y metel tawdd ar yr ochr gefn. Pan fo'r metel tawdd yn llifo'n groeslinol i fyny ar fuanedd o 0.3 m/s, mae rhan o'r metel tawdd yn gwahanu oddi wrth y pwll, gan ffurfio gorlifiad. (4) Mae cysylltiad agos rhwng ffurfio diffygion tandoriad a llif pwll tawdd. Mae'r metel tawdd yn yr ardal sy'n cael ei chwythu gan nwy ac o amgylch twll y clo yn llifo'n barhaus yn ôl, gan achosi i ochr gefn y pwll godi. Wrth i'r ardal weldio galedu'n raddol, o dan rym Marangoni, mae'r metel tawdd ar ochrau cymharol oerach y weldiad yn llifo tuag at y canol poeth, gan adael digon o fetel tawdd wrth droed y weldio ac arwain at ddiffygion tandor. Mae'r effaith gyplu rhwng y laser a'r arc yn cael ei wanhau'n sylweddol, gan achosi i'r laser a'r pyllau tawdd arc gael eu gwahanu bron, gan leihau'r ynni a drosglwyddir i waelod y weldiad. Mae hyn yn lleihau'r sefydlogrwydd ar waelod y twll clo, gan ei gwneud hi'n anodd i swigod ddianc o'r pwll tawdd, gan ffurfio diffygion mandylledd wrth i'r weld oeri a chadarnhau.
