01 Въведение в хартия
Това проучване се задълбочава в решаващото влияние на ъгъла на заваряване, ключов параметър на процеса, върху качеството на заваряване по време на лазерно-MAG хибридно заваряване на 14 mm дебелина AH36 с висока{3}}здрава корабна стомана. Традиционните техники за заваряване са изправени пред предизвикателства като прекалено големи зони,-засегнати от топлина, деформация при заваряване и трудност при контролиране на микроструктурата, когато се работи с дебели пластинови материали. Лазерната -MAG хибридна заваръчна технология, чрез синергичното действие на лазер и дъга, може ефективно да подобри качеството на заваряване, особено след популяризирането на високо-мощните лазери, показвайки голям потенциал за ефективно заваряване на дебели пластини. Въпреки че лазерно{10}}управляваният режим има предимства пред дъгово-управлявания режим, като по-дълбоко проникване и стабилност на дъгата, при заваряване на дебела плоча неправилните параметри на процеса (напр. ъгъл на заваряване) все още могат да доведат до дефекти като пръски, свиване и обратна гърбица. Незначителните промени в ъгъла на заваряване могат значително да повлияят на динамичното поведение на разтопената вана, стабилността на ключалката и качеството на окончателното формиране на заваръчния шев.
Следователно, това изследване се фокусира върху вариацията на ъглите на заваряване, използвайки високо{0}}скоростна фотография и метода на „сандвич“ за наблюдение на динамичното поведение на разтопената вана и ключалката в реално време, съчетано с анализ на електрическия сигнал, с цел систематично да разкрие ефектите на различните ъгли на заваряване върху образуването на заваръчен шев, потока на разтопената вана, поведението на ключалката и механизмите за образуване на дефекти (срутване, гърбица, пръски), осигурявайки теоретично ръководство за оптимизиране на високо-мощен лазер-MAG хибридни заваръчни процеси.
Фигура 02 илюстрира, че фиксираните параметри за процеса на заваряване са: мощност на лазера от 10,5kW, скорост на заваряване от 1,8m/min, скорост на подаване на тел от 12m/min, с предварително-настроена междина от 0,5mm. По време на заваряване, използваният защитен газ се състои от 80% Ar и 20% CO2, с дебит от 15L/min. Фигура 1 показва схема на процеса на заваряване. Експериментът основно променя ъгъла между лазера и посоката на заваряване, като проектира четири ъглови подредби, определяйки ъгъла между лазера и посоката на заваряване като , и ъгъла между дъгата и лазера като , като ъглите на източника на топлина за заваряване са зададени, както е показано на Фигура 2.
Фигура 3 показва макроскопската морфология и съответната морфология на напречно-сечение на лазер-MAG композитни заварки при различни ъгли на заваряване. Когато ъгълът на заваряване е 75 градуса, качеството на заваръчния шев е лошо, като предната част на заваръчния шев показва периодичен широк-тесен-широк зъбец, докато задната част има малки и непрекъснати издатини. Когато ъгълът на заваряване се увеличи до 82,5 градуса, качеството на заваръчния шев е оптимално, с пълна предна част и непрекъсната задна част без хълмове, представящи типична форма на чаша. По-нататъшното увеличаване на ъгъла на заваряване до 88,75 градуса води до частично прекъснато свиване на предната част на заварката, с няколко малки гърбици на гърба. Когато ъгълът на заваряване достигне 97,5 градуса, предната част на заваръчния шев показва периодични вдлъбнати-пълни феномени с неравномерно запълване, докато по-големи гърбици се образуват отзад.
Въз основа на подобрения метод на „сандвич“ беше използвана високо{0}}скоростна камера за наблюдение на динамичното поведение на лазерната-MAG хибридна заваръчна ключалка в реално време отстрани. При ъгъл на заваряване от 75 градуса ключалката показва периодичен динамичен процес, характеризиращ се с повторно отваряне и затваряне при походка. Растежът, отделянето и реформирането на капчиците взаимодействат с поведението на ключалката.
