01 Wprowadzenie do papieru
W tym badaniu zbadano decydujący wpływ kąta spawania, kluczowego parametru procesu, na jakość spawania podczas spawania laserowego-hybrydowego MAG wysokowytrzymałej-stali okrętowej AH36 o grubości 14 mm. Tradycyjne techniki spawania stawiają czoła wyzwaniom, takim jak zbyt duże-strefy wpływu ciepła, odkształcenia spawalnicze i trudności w kontrolowaniu mikrostruktury w przypadku materiałów o grubych płytach. Technologia spawania hybrydowego-MAG, dzięki synergistycznemu działaniu lasera i łuku, może skutecznie poprawić jakość spawania, zwłaszcza po spopularyzowaniu laserów-o dużej mocy, które wykazują ogromny potencjał w zakresie wydajnego spawania blach grubych. Chociaż tryb prowadzenia-laserowego ma przewagę nad trybem prowadzenia-łukiem, np. głębszą penetrację i stabilność łuku, w przypadku spawania grubych blach niewłaściwe parametry procesu (np. kąt spawania) mogą w dalszym ciągu prowadzić do defektów, takich jak rozpryski, zapadanie się i garb tylny. Niewielkie zmiany kąta spawania mogą znacząco wpłynąć na zachowanie dynamiczne jeziorka stopionego, stabilność dziurki od klucza i ostateczną jakość tworzenia spoiny.
Dlatego też niniejsze badanie koncentruje się na zmianach kątów spawania przy użyciu-szybkiej fotografii i metody „kanapkowej” do obserwacji dynamicznego zachowania jeziorka i dziurki od klucza w czasie rzeczywistym, w połączeniu z analizą sygnału elektrycznego, mając na celu systematyczne ujawnianie wpływu różnych kątów spawania na tworzenie się spoiny, płynięcie jeziorka, zachowanie dziurki od klucza i mechanizmy powstawania defektów (zapadanie się, garb, odpryski), dostarczając teoretycznych wskazówek dotyczących optymalizacji-dużej mocy laserowe-procesy spawania hybrydowego MAG.
Rysunek 02 pokazuje, że stałe parametry procesu spawania to: moc lasera 10,5 kW, prędkość spawania 1,8 m/min, prędkość podawania drutu 12 m/min, przy-ustawionej szczelinie doczołowej 0,5 mm. Podczas spawania używany gaz osłonowy składa się z 80% Ar i 20% CO2, a przepływ wynosi 15 l/min. Rysunek 1 przedstawia schemat procesu spawania. W eksperymencie zmienia się przede wszystkim kąt między laserem a kierunkiem spawania, projektując cztery układy kątów, definiując kąt między laserem a kierunkiem spawania jako , a także kąt między łukiem a laserem jako , z ustawionymi kątami źródła ciepła spawania, jak pokazano na rysunku 2.
Rysunek 3 przedstawia makroskopową morfologię i odpowiadającą jej morfologię-przekroju poprzecznego spoin kompozytowych laser-MAG pod różnymi kątami spawania. Gdy kąt spawania wynosi 75 stopni, jakość tworzenia się spoiny jest niska, przy czym z przodu spoiny pojawiają się okresowe szerokie-wąskie-szerokie wzory zębów, natomiast z tyłu występują małe i ciągłe garby. Kiedy kąt zgrzewania wzrasta do 82,5 stopnia, jakość tworzenia się spoiny jest optymalna, z pełnym przodem i ciągłym tyłem bez garbów, o typowym kształcie kielicha. Dalsze zwiększanie kąta spawania do 88,75 stopnia powoduje częściowe, nieciągłe zapadanie się z przodu spoiny, z kilkoma małymi garbami z tyłu. Gdy kąt spawania osiąga 97,5 stopnia, na przodzie spoiny pojawiają się okresowe-wklęsłe zjawiska pełne z nierównym wypełnieniem, natomiast z tyłu tworzą się większe garby.
W oparciu o ulepszoną metodę „kanapkową” wykorzystano-szybką kamerę do obserwacji dynamicznego zachowania dziurki od klucza do spawania hybrydowego laserowego{{1}MAG MAG w czasie rzeczywistym z boku. Przy kącie zgrzewania 75 stopni dziurka od klucza podlegała okresowemu procesowi dynamicznemu, charakteryzującemu się ponownym otwieraniem i zamykaniem w ruchu. Wzrost, odrywanie i ponowne tworzenie się kropel oddziaływało na zachowanie dziurki od klucza.
