01 Paperin esittely
Tässä tutkimuksessa tarkastellaan hitsauskulman, prosessin keskeisen parametrin, ratkaisevaa vaikutusta hitsauksen laatuun 14 mm paksun AH36-suurlujuuden -MAG-hybridihitsauksen aikana. Perinteiset hitsaustekniikat kohtaavat haasteita, kuten liian suuret lämpö{5}}vyöhykkeet, hitsauksen muodonmuutokset ja mikrorakenteen hallinnan vaikeudet, kun käsitellään paksuja levymateriaaleja. Laser-MAG-hybridihitsaustekniikka voi laserin ja valokaaren synergistisen toiminnan ansiosta parantaa tehokkaasti hitsauksen laatua, erityisesti sen jälkeen, kun suuritehoiset-laserit ovat yleistyneet, ja niillä on suuri potentiaali tehokkaassa paksulevyhitsauksessa. Vaikka laser{10}}ohjatulla tilalla on etuja kaari{11}}ohjaukseen verrattuna, kuten syvempi tunkeutuminen ja kaaren vakaus, paksulevyn hitsauksessa väärät prosessiparametrit (esim. hitsauskulma) voivat silti aiheuttaa vikoja, kuten roiskeita, romahtamista ja selkäkuhoa. Pienet muutokset hitsauskulmassa voivat vaikuttaa merkittävästi sulan altaan dynaamiseen käyttäytymiseen, avaimenreiän vakauteen ja lopullisen hitsin muodostumisen laatuun.
Siksi tässä tutkimuksessa keskitytään hitsauskulmien vaihteluun käyttämällä nopeaa valokuvausta ja "sandwich"-menetelmää sulan altaan ja avaimenreiän dynaamisen käyttäytymisen tarkkailemiseen reaaliajassa yhdistettynä sähköiseen signaalianalyysiin. Tarkoituksena on paljastaa systemaattisesti erilaisten hitsauskulmien vaikutukset hitsin muodostumiseen, sulan altaan virtaukseen, avaimenreiän muodostumiseen, vaurioitumismekanismiin (coltter-ry) ja vaurioihin. ohjeita suuritehoisten-laser-MAG-hybridihitsausprosessien optimointiin.
Kuva 02 havainnollistaa, että hitsausprosessin kiinteät parametrit ovat: laserin teho 10,5 kW, hitsausnopeus 1,8 m/min, langansyöttönopeus 12 m/min, esiasetettu 0,5 mm:n puskuväli. Hitsauksen aikana käytetty suojakaasu koostuu 80 % Ar:sta ja 20 % CO2:sta, virtausnopeudella 15 l/min. Kuvassa 1 on kaavio hitsausprosessista. Kokeessa vaihdellaan ensisijaisesti laserin ja hitsaussuunnan välistä kulmaa, suunnitellaan neljä kulmajärjestelyä, määritetään laserin ja hitsaussuunnan välinen kulma ja kaaren ja laserin välinen kulma muodolla , hitsauslämmönlähteiden kulmat on asetettu kuvan 2 mukaisesti.
Kuva 3 esittää laser-MAG-komposiittihitsausten makroskooppisen morfologian ja vastaavan poikki-poikkileikkauksen eri hitsauskulmissa. Kun hitsauskulma on 75 astetta, hitsin muodostumisen laatu on huono, ja hitsin etuosassa on ajoittain leveä-kapea-leveä hammaskuvio, kun taas takana on pieniä ja jatkuvia kohoumia. Kun hitsauskulma kasvaa 82,5 asteeseen, hitsin muodostumisen laatu on optimaalinen, täysi etuosa ja jatkuva takaosa ilman kohoumia, jotka edustavat tyypillistä pikarin muotoa. Hitsauskulman lisääminen edelleen 88,75 asteeseen johtaa osittaiseen epäjatkuvaan painumiseen hitsin etupuolella, jossa on muutama pieni kohouma takana. Kun hitsauskulma saavuttaa 97,5 astetta, hitsin etuosassa näkyy ajoittain koveria{13}}täysilmiöitä, joissa on epätasainen täyttö, kun taas taakse muodostuu suurempia kohoumia.
Parannetun "sandwich"-menetelmän perusteella nopealla{0}}kameralla havainnoitiin laser-MAG-hybridihitsauksen avaimenreiän dynaamista käyttäytymistä reaaliajassa sivulta. 75 asteen hitsauskulmassa avaimenreikä osoitti jaksoittaista dynaamista prosessia, jolle oli tunnusomaista uudelleen avautuminen ja sulkeutuminen kävelyssä. Pisaroiden kasvu, irtoaminen ja uudelleenmuodostaminen olivat vuorovaikutuksessa avaimenreiän käyttäytymisen kanssa.
