01 Введение в статью
В этом исследовании рассматривается решающее влияние угла сварки, ключевого параметра процесса, на качество сварки во время лазерной-гибридной сварки MAG высокопрочной-корабельной стали AH36 толщиной 14 мм. Традиционные методы сварки сталкиваются с такими проблемами, как слишком большие зоны термического-влияния, сварочная деформация и трудности с контролем микроструктуры при работе с толстыми пластинчатыми материалами. Технология гибридной лазерной-MAG сварки благодаря синергетическому действию лазера и дуги может эффективно улучшить качество сварки, особенно после популяризации мощных-лазеров, демонстрируя большой потенциал в эффективной сварке толстых листов. Хотя режим с-наведением по лазеру имеет преимущества перед режимом наведения-дуги, такие как более глубокое проплавление и стабильность дуги, при сварке толстых листов неправильные параметры процесса (например, угол сварки) все равно могут привести к таким дефектам, как разбрызгивание, разрушение и образование горбов. Незначительные изменения угла сварки могут существенно повлиять на динамическое поведение ванны расплава, стабильность замочной скважины и конечное качество формирования сварного шва.
Поэтому в данном исследовании основное внимание уделяется изменению углов сварки с использованием высокоскоростной-фотосъемки и метода «сэндвича» для наблюдения за динамическим поведением расплавленной ванны и замочной скважины в реальном времени в сочетании с анализом электрических сигналов с целью систематического выявления влияния различных углов сварки на формирование сварного шва, течение расплавленной ванны, поведение замочной скважины и механизмы образования дефектов (схлопывание, горб, разбрызгивание), обеспечивая теоретическое руководство для оптимизации высокой-мощности. лазерные-процессы гибридной сварки MAG.
На рисунке 02 показано, что фиксированными параметрами процесса сварки являются: мощность лазера 10,5 кВт, скорость сварки 1,8 м/мин, скорость подачи проволоки 12 м/мин, с предварительно -установленным стыковым зазором 0,5 мм. Во время сварки используется защитный газ, состоящий из 80 % Ar и 20 % CO2, со скоростью потока 15 л/мин. На рис. 1 представлена схема процесса сварки. Эксперимент в первую очередь изменяет угол между лазером и направлением сварки, разрабатывая четыре угловых расположения, определяя угол между лазером и направлением сварки как , а угол между дугой и лазером как , с углами источника сварочного тепла, установленными, как показано на рисунке 2.
На рис. 3 показана макроскопическая морфология и соответствующая морфология поперечного-сечения сварных швов лазерного-MAG композита при различных углах сварки. Когда угол сварки составляет 75 градусов, качество формирования сварного шва является плохим: на передней части сварного шва наблюдается периодический широкий-узкий-широкий рисунок зубьев, а на задней части имеются небольшие и непрерывные выступы. При увеличении угла сварки до 82,5 градусов качество формирования сварного шва становится оптимальным: полная передняя часть и сплошная задняя часть без выступов, что представляет собой типичную кубковую форму. Дальнейшее увеличение угла сварки до 88,75 градусов приводит к частичному прерывистому разрушению передней части сварного шва с несколькими небольшими выступами сзади. Когда угол сварки достигает 97,5 градусов, на передней части сварного шва появляются периодические вогнутые-полные явления с неравномерным заполнением, а на задней части образуются более крупные выступы.
На основе усовершенствованного метода «сэндвича» использовалась высокоскоростная-камера для наблюдения за динамическим поведением замочной скважины для лазерной-гибридной сварки MAG в режиме реального времени сбоку. При угле сварки 75 градусов в замочной скважине наблюдался периодический динамический процесс, характеризующийся повторным открытием и закрытием при походке. Рост, отделение и преобразование капель взаимодействовали с поведением замочной скважины.
