01 Introduction: Welding thick-walled components is a critical step in the manufacturing of devices designed for extreme operating conditions, such as those used in controlled fusion. Conventional autogenous laser welding struggles to maintain the dynamic equilibrium of deep weld pools, while laser welding with wire feeding faces efficiency bottlenecks-such as unstable wire delivery and limited single-layer deposition height. To meet the urgent need for high-quality, high-efficiency thick-plate welding technology, this study proposes a pre-filled narrow-gap laser oscillation welding method. This technique replaces dynamic wire feeding with pre-filled strips, ingeniously combining the high efficiency of high-power (>10 kW) otogen soude lazè ak avantaj depozisyon kouch nan etwat -gap ranpli soude. Etid la envestige entèraksyon tèmofizik konplèks ant pisin soude ultra-pwofon (ki rive nan 15 mm nan yon sèl pas) ak flan etwat-gap yo, revele mekanis yo pa ki paramèt osilasyon lazè kontwole koule pisin soude ak konpòtman fizyon flan. Finalman, metòd sa a reyalize avèk siksè defo-soude gratis nan 70 mm epè 316LN plak asye pur, siyifikativman amelyore efikasite pwodiksyon pandan y ap asire bon jan kalite segondè.
Pou simonte limit fizik yo nan obsève yon pisin soude 15 mm gwo twou san fon nan yon espas ultra-etwat 2.5 mm, ekip rechèch la koutim-devlope yon bò-gade platfòm enspeksyon vizyèl (itilize yon estrikti sandwich vè GG17) (figi {. 1) ak enkòpore teknoloji poud tungstène traseur patikil . 2). Sa a te pèmèt chèchè yo byen klè swiv dinamik likid makroskopik ak konpòtman fizyon pasajè nan pisin soude a.
Mikrografi -seksyonèl yo montre klèman wòl enpòtan anplitid osilasyon an (Fig. 3). San yo pa osilasyon oswa ak yon ti anplitid (1.2 mm), chalè pa ka efektivman transfere lateralman, sa ki lakòz yon mank-de-fizyon (LOF) pousantaj defo ki rive jiska 37.28%. Sepandan, lè anplitid osilasyon an optimize a 1.8 mm, enèji lazè a distribye respire sou flan yo; seksyon transvèsal -soude a chanje soti nan yon fòm "klou-tèt" nan yon fòm "rektangulè" laj, ak pousantaj defo LOF desann a 0%.
Nan soude lazè ki pa -osile, pisin soude a se pa sèlman etwat ak sijè a refwadisman rapid, men twou kle entèn la egziste tou nan yon eta trè enstab karakterize pa ekspansyon souvan ak kontraksyon. Kondwi pa tansyon sifas (efè Marangoni), metal la fonn trè tandans fè koule asimetri, patipri. Sa a koule inilateral san kontwòl finalman rezilta nan bon fizyon sou yon bò nan soude a, pandan y ap inevitableman ki lakòz gwo mank-nan-fizyon domaj sou lòt la (Figi 4).
Paramèt osilasyon ki pi ba yo lakòz ensifizan opinyon chalè lateral ak koule asimetri pisin soude. Lè paramèt yo optimize nan yon anplitid 1.8 mm ak yon frekans 40 Hz, zòn chofaj lateral lazè a efektivman elaji, sa ki lakòz jeyometri pisin soude a chanje soti nan "etwat ak gwo twou san fon" nan "lajè ak fon" (ogmante lajè ak longè redwi). Byenke gwo -osilasyon frekans pwovoke kèk sal, rejim sa a amelyore estabilite jeneral twou kle a ak pisin soude epi amelyore mouye flan, finalman asire fizyon efikas ant kouti soude a ak flan yo (figi . 5).
Figi 6 montre byen klè wòl desizif anplitid osilasyon an nan gouvène evolisyon dinamik mòfoloji kwa-pisin soude a atravè yon sik osilasyon konplè. Nan anplitid osilasyon ki ba, enèji lazè ki trè konsantre pwodui yon pisin soude konik ki gen yon etwat -; flan yo resevwa chalè prensipalman atravè kondiksyon tèmik limite, sa ki lakòz panche asimetri ak mank-de-fizyon domaj. Kòm anplitid osilasyon an ogmante, chalè akimile dinamik nan koòdone ant plak la pre-mete ak flan yo, sa ki lakòz baz la nan pisin soude a elaji nan yon fòm U-. Anba yon optimize, pi gwo anplitid osilasyon, enèji lazè a redistribiye inifòm nan direksyon transverse, amelyore siyifikativman pipi flan ak pwofondè pénétration. Anplis de sa, pandan tout yon sik osilasyon total agoch-dwat (soti nan T0 rive T0 + 16 ms), pisin soude-kondwi pa efè konbine iradyasyon dirèk ak kondiksyon tèmik-simonte lag tèmik ak kontinyèlman akimile chalè; li elaji altènativman nan direksyon tou de bò nan senkronizasyon ak mouvman gwo bout bwa a, finalman etabli yon mòfoloji parfe centrosymetrik.
Etid sa a pwopoze ak sistematikman valide yon teknik soude osilasyon lazè pre-ranpli etwat-. Li analize konplè mekanis kote osilasyon lazè refòme konpòtman tèmodinamik ak likid-dinamik entèn pisin fonn ultra-fon yo, ki mennen nan konklizyon kle sa yo: 1. Osiilasyon deranje distribisyon enèji ki trè konsantre, yon sèl-pik ki tipik nan sous chalè konvansyonèl yo, diminye siyifikativman nan dansite enèji pik nan 1097/1067/1067/1097/200. J/mm²). Omojènizasyon sa a ak redistribisyon enèji fondamantalman anpeche twòp chalè nan sant soude a pandan y ap amelyore anpil akimilasyon chalè lokal nan fwontyè flan yo. 2. Efè vibrasyon mekanik entans ki te pwodwi pa paramèt osilasyon yo (frekans: 40 Hz; anplitid: 1.8 mm) simonte avèk siksè kontrent koule sifas domine. Koule pisin fonn nan transfòme soti nan yon eta asimetri dezòdone, ki gen anpil tandans-pou -swiv nan yon mòd konvèktif òdone, simetrik, ak wòdpòte, akselere fwotaj radial la ak transpò metal likid tanperati ki wo {-nan direksyon toulède flan yo{. 3. Yon fennèt defektye{18}depresyon{18}1. Mwens pase oswa egal a 2A/D Mwens pase oswa egal a 1.5 (kote A se anplitid osilasyon an ak D se lajè espas sa a)-te sevèman sòti ak valide. Fenèt sa a bay solidite eksepsyonèl nan pwosesis la soude; nan ranje sa a, pwosesis la ka efektivman akomode devyasyon ki te koze pa Vibration ekipman oswa erè asanble, asire pafè 100% fizyon nan flan yo.
