01 Entwodiksyon
Nan fabrikasyon gwo konpozan tankou tren gwo-vitès, konstriksyon bato, ak ekipman enèji, soude plak epè se youn nan pwosesis kle yo. Sepandan, akòz limit nan presizyon D ', erè asanble, ak deformation tèmik pandan pwosesis la soude, espas sa a soude souvan chanje. Lè diferans ki genyen ant plak yo piti, pénétration enkonplè oswa rid rasin yo gen anpil chans rive, tandiske gwo twou vid ki genyen yo gen tandans lakòz efondreman soude. Rechèch aktyèl la sitou baze sou kondisyon espas konstan, ak etid sou soude ak diferans varyab yo relativman manke. An patikilye, nan soude ibrid lazè-ark, reyalize tou de sipresyon rid anba ti twou vid ki genyen yo ak bon kapasite pon anba gwo twou vid ki genyen rete yon defi nan aplikasyon jeni. Etid sa a konsantre sou 12 mm-epesè asye dezagregasyon, ki vize klarifye fòmasyon soude ak mekanis sipresyon defo pandan osile lazè-ark ibrid soude nan kondisyon diferans varyab, bay sipò teyorik ak pwosesis pou soude plak epè ak diferans varyab, ak ankouraje plis aplikasyon endistriyèl ak adopsyon nan osile lazè-ark ibrid soude teknoloji.
02 Apèsi sou tèks konplè
Etid sa a abòde defi ki genyen nan bos rasin ak ensifizan kapasite pon nan plak asye epè varyab -gap lazè- ak soude ibrid ak sistematik mennen ankèt sou mekanis nan ki lazè osile afekte pwosesis la soude. Materyèl baz eksperimantal la te 12 mm epè S355J2W dezagregasyon asye. Yo te konstwi yon sistèm soude ibrid lè l sèvi avèk yon lazè fib TruDisk-10002 (maksimòm pouvwa 10 kW, longèdonn 1070 nm) an konbinezon ak ekipman soude ak arc, ak yon espas asanblaj kontinyèlman varye (0 - 3 mm) mete sou tout kouti soude a pou similye kondisyon aktyèl la varyab{17}kontinye. Pandan etid la, pouvwa lazè (6.5 kW), vitès soude (16 mm / s), ak vitès fil manje (10 m / min) yo te kenbe konstan, ak paramèt osilasyon lazè (anplitid, frekans) kòm varyab debaz yo kontwole nan eksperyans yo. Fotografi gwo -vitès yo te itilize pou anrejistre yon fason senkronik konpòtman pisin fonn ak mòfoloji arc sou bò devan ak dèyè soude a. Anplis de sa, yo te itilize bwat zouti PIVlab nan MATLAB pou fè analiz korelasyon kwa-sou imaj gwo vitès pisin ki fonn nan, ekstrèm kantite likid metal vitès ak jaden vorticity pandan fòmasyon humps yo. Metòd sa a konvèti done vizyalizasyon koule nan paramèt fizik ki ka kwantifye (vitès, vorticity), bay sipò done solid pou revele mekanis fòmasyon bos. Konsènan analiz de mòfoloji arc, chèchè yo jisteman evalye efè a nan lazè a osile sou konpòtman arc pa kalkile devyasyon estanda a nan ang la devyasyon arc. Alafen, anba paramèt osilasyon nan anplitid 1.5 mm ak frekans 200 Hz, yo te reyalize bon fòmasyon soude san yo pa bos oswa efondreman atravè yon seri diferans varyab nan 0-2.5 mm. Analiz konplè te endike ke fèmen twou kle a mennen nan fòmasyon bos rasin, tandiske lazè a osile efektivman siprime fòmasyon bos pa estabilize twou a, amelyore likidite pisin fonn, ak ogmante tansyon sifas nan ke pisin lan fonn.
Figi 03 montre yon konparezon dirèk nan enpak desizif diferan paramèt osilasyon sou fòmasyon soude espas varyab-. San osilasyon lazè, yon bos rasin rive nan yon ti espas (1 mm), epi kòm espas sa a ogmante, efondreman sifas parèt, ki endike pòv adaptabilite espas. Chanje paramèt osilasyon lazè yo amelyore fòmasyon bò devan -, men dèyè a toujou gen boss oswa soude a vin pi etwat. Paramèt final yo se yon anplitid 1.5 mm ak yon frekans 200 Hz. Nan tout varyab-gap yo, yo reyalize soude ekselan san yo pa bos oswa efondreman sou tou de bò yo, sa ki montre wòl kle nan optimize paramèt osilasyon yo.
Figi 1. Weld fòmasyon anba diferan paramèt soude. Lajè soude a varye ant 0 mm ak 3 mm sou direksyon soude a: (a) Pa gen osilasyon; (b) Osilasyon anplitid 1 mm, frekans 100 Hz; (c) Osilasyon anplitid 1.5 mm, frekans 100 Hz; (d) Osilasyon anplitid 1.5 mm, frekans 200 Hz.
Figi 2 montre ke nan yon sèl sik, san yo pa osilasyon, arc la defle iregilyèman sou bò gòch la ak dwa, Lè nou konsidere ke ak yon lazè osile, arc la rete estab santre, ak yon fòm plen ak ki estab, ki pa montre okenn defleksyon lateral enpòtan. Sa a demontre ke nan kondisyon san yon lazè osile, gwo diferans nan tèt li se kòz fondamantal nan enstabilite fòm arc. Arc la gen tandans chèche chemen kondiktif ki pi pre a (sa vle di, flan renur la), sa ki lakòz chofaj inegal. Entwodiksyon an nan yon lazè osile, kèlkeswa si paramèt yo se pi bon, ka anpil siprime defleksyon an lateral nan arc la epi kenbe li ki estab nan sant la nan soude a.
Figi 2. Mòfoloji soude nan diferan vitès soude: (a) 1.5 m / min (b) 1.8 m / min (c) 2.1 m / min.
Figi 3 quantifie degre defleksyon arc. San yo pa osilasyon lazè, devyasyon estanda nan ang defleksyon an se 23.6 degre, ki endike gwo fluctuation arc; apre w fin itilize lazè osile, devyasyon estanda a desann nan 3.5 degre, ak estabilite amelyore pa 85.2%. Sa a bay prèv done ke 'lazè osile ka siyifikativman estabilize arc la.'
Figi 3. Mezi ang defleksyon arc sis fwa anba yon espas 2.5 mm: (a) Dyagram chematik ang defleksyon arc; (b) Degre devyasyon arc anba diferan paramèt. Diferans ki genyen ant 1 ak 2 reprezante degre defleksyon arc.
Figi 4 montre ke pandan pwosesis la soude, metal fonn koule nan direksyon twou a nan fòm lan nan vag, sa ki lakòz twou a fluktue vyolans ak tonbe. Osilasyon lazè ka amelyore konveksyon tèmik nan pisin nan fonn, fòme toubiyon tou pre twou a. Metal fonn koule soti nan twou kle a rive nan ke li, kousen enpak la nan ti gout epi kenbe twou a ki estab louvri. Sa a endike ke lazè osile ka estabilize pwosesis la soude pa chanje jaden an koule nan pisin lan fonn.
Figi 4. Koule pisin fonn soti nan tan T0 rive nan T0 + 2.7 ms anba kondisyon zewo espas: (a) Pa gen osilasyon lazè; (b) Anplitid 1 mm, frekans 100 Hz; (c) Anplitid 1.5 mm, frekans 200 Hz. Flèch jòn ak vèt endike toubiyon yo ki te pwodwi pa lazè a osile ak direksyon koule nan metal la fonn, respektivman; liy blan ak zoranj endike twou kle a ak ti gout fonn, respektivman.
Figi 5 montre konpòtman dinamik metal la fonn nan pisin soude a anba paramèt osilasyon ki pa -optimize (anplitid 1 mm, frekans 100 Hz) kòm bos rasin lan ap fòme, avanse etid la soude domaj soti nan obsèvasyon mòfolojik makroskopik nan yon nouvo nivo nan analiz quantitative likid dinamik. Distribisyon vektè vitès la montre direksyon ak mayitid koule metal fonn nan pisin soude a, pandan y ap jaden vitès la montre distribisyon espasyal vitès koule a plis entwisyon. An menm tan an, gwo valè vorticity egziste nan rejyon an fòmasyon bos, ki endike gwo wotasyon oswa koule taye nan likid la la. Modèl koule wotasyon sa a ankouraje akimilasyon ak kwasans enstab nan metal fonn, ki se yon jaden koule tipik ki karakteristik fòmasyon bos.
Figi 5. Rezilta vitèsimetri imaj patikil nan diferan moman pandan fòmasyon bos rasin: (a) distribisyon vektè vitès; (b) distribisyon jaden vitès; (c) distribisyon jaden vorticity. Liy jòn ak blan tirè yo endike kontou bos la.
04 Rezime: Etid sa a adrese defi endistri yo nan bos rasin yo ak kapasite ensifizan gap-pon nan plak epè varyab-gap lazè-ark ibrid soude. Atravè eksperyans sistematik konbine avèk teknik dyagnostik avanse tankou imaj gwo -vitès ak velocimetry imaj patikil, yo te revele mekanis sipresyon defo nan lazè osile. Rezilta yo endike ke anba optimize paramèt osilasyon, lazè a, pa elaji ak estabilize twou kle a, siyifikativman amelyore kanal la konduktif arc, diminye degre nan devyasyon arc pa 85.2%, kidonk estabilize konpòtman arc. An menm tan an, lazè a osile chanje jaden an koule pisin fonn, fòme yon toubiyon ki estab epi kenbe ouvèti keyhole, finalman reyalize gwo -soude bon jan kalite gratis nan boss ak efondreman nan yon seri diferans varyab nan 0-2.5 mm. Etid sa a pa sèlman apwofondi konpreyansyon teyorik sou fòmasyon defo soude ak mekanis repwesyon nan yon pèspektiv dinamik likid, men tou li bay yon konplo pwosesis serye ak baz teyorik pou rezoud defi varyab -gap soude nan manifakti gwo eleman, ki gen anpil valè pou ankouraje aplikasyon an nan teknoloji pwojè soude ibrid lazè-ark nan gwo enjenyè.
