01Papír Bevezetés
Az alumíniumötvözetek nagy fényvisszaverő képességük és magas hővezető képességük miatt hajlamosak fröcskölést okozni a hagyományos lézeres hegesztés során a túlzott energiasűrűség és az instabil kulcslyukak miatt, ami befolyásolja a hegesztés minőségét és az alkatrészek teljesítményét. Ez a tanulmány kísérletekkel vizsgálja a mechanizmust (különböző lézerteljesítmények, mag/gyűrű teljesítményarányok és hegesztési sebességek beállítása, gőzcsóvák és fröccsenés dinamika megfigyelése egy nagy sebességű-kamerával, valamint hegesztési varrat morfológiájának elemzése ultra-mélység{3}}transz-mikro{5}}transzim{4}}mezővel multifizika csatolt numerikus szimulációk. Felfedi, hogy a gyűrű alakú lézer előmelegíti az olvadt medence elülső szélét, csökkentve a lézerabszorpció ingadozásait, és stabilizálja a gőzcsóva kilökődését a fröcskölés visszaszorítása érdekében. Ezenkívül egy kvantitatív modellt hoztak létre, amely az előmelegítési hőmérsékletet az összteljesítményhez, a gyűrű teljesítményarányához és a hegesztési sebességhez kapcsolja, és arra utal, hogy az előmelegítési hőmérsékletnek az alapanyag olvadáspontja és forráspontja közötti tartományon belül kell lennie. A tanulmány kritériumokat határoz meg a fröcskölésmentes {{9}folyamatparaméterek kiválasztásához, és a kísérletek megerősítik, hogy a fröcskölés jelentősen csökken ezen a paramétertartományon belül, elméleti útmutatást és ipari alkalmazási stratégiákat adva a nagy fényvisszaverő ötvözetek kiváló minőségű lézerhegesztéséhez.
02 Összegzés
Ez a cikk a kísérleteket és a háromdimenziós tranziens többfizikai csatolású numerikus szimulációt kombináló módszeren alapul. A kísérlet 6061 alumíniumötvözet lemezt célzott meg, hat mag/gyűrű teljesítményarányt (10:0-0:10), három hegesztési sebességet (40mm/s, 60mm/s, 80mm/s) és rögzített teljes lézerteljesítményt (6000W) állítottak be. Nagy sebességű{12}}kamerákat használtak a gőzcsóvák és fröcskölések megfigyelésére, ultra-mélység-mélység{15}}a hegesztési varrat morfológiájának elemzésére, és egy összehasonlító kísérletet terveztek rögzített központi erővel. A numerikus szimuláció CFD-modellel szimulálta az olvadékmedence hőáramlását, a lézerabszorpciót és más fizikai folyamatokat. A kísérletek azt találták, hogy minél nagyobb a gyűrűs lézerteljesítmény aránya, annál egyenletesebb a hegesztési felület (a csúcsok közötti különbség 1,40 mm-ről 0,41 mm-re csökkent), és a fröcskölés gyakorisága 65%-kal csökkent. Az is kiderült, hogy a gyűrűs lézer előmelegíti az olvadékmedence elejét, leszűkíti a lézerabszorpció ingadozási tartományát, és stabilizálja a gőzcsóvát, ami elnyomja a fröcskölést. Végül kvantitatív modellt állítottam fel az előmelegítési hőmérsékletre és a folyamat paramétereire, ami azt sugallja, hogy az előmelegítési hőmérsékletnek az alapanyag olvadáspontja és a forráspont között kell lennie. Fröccsenésmentes -folyamatparamétereket származtattunk és ellenőriztünk, amelyek elméleti útmutatást adnak az alumíniumötvözetek fröcskölésmentes{27}}lézeres hegesztéséhez.
03 Kép- és szövegelemzés
Az 1. ábra két alapvető információt tartalmaz: először is, az 1(a) ábra az állítható gyűrűs-módú lézerhegesztés alapvető hardverkonfigurációját mutatja be, beleértve az olyan alkatrészek helyzetét és csatlakozásait, mint a CFX-8000 programozható szálas lézereszköz, robot, lézeres feldolgozófej és nagysebességű kamera, valamint a kísérleti hardverbeállítások kísérleti alapbeállításait és a kísérleti paraméterek logikáját. valamint a fröccsenés és gőzcsóvák megfigyelése, biztosítva a kísérleti műveletek és az adatgyűjtés szabványosítását; Másodszor, az 1(b) ábra a lézeres hegesztés kulcsfontosságú fizikai folyamatait mutatja be, például fázisváltozást, lézerabszorpciót és gőzdinamikát, fizikai keretet konstruál a lézer és az anyagok közötti kölcsönhatáshoz, elméleti alapot ad a három-dimenziós tranziens, több fizikai térhez kapcsolt numerikus szimulációkhoz, és segít megérteni a mögöttes szennyeződés kialakulásának mechanizmusát.
04 Következtetés
Ez a tanulmány az alumíniumötvözetek állítható gyűrű alakú lézerhegesztésének fröccsenésének problémájára összpontosít. Kísérletekkel (különböző mag/gyűrű teljesítményarányok, hegesztési sebességek beállítása, nagysebességű kamerák és nagymélységű-mélység-mikroszkópokkal kombinálva) és három-dimenziós tranziens multifizika összekapcsolt numerikus szimulációk, a gyűrű alakú lézerek a szűk elülső perem elnyomásával, az olvadó medencék elnyomásával, elnyomásával. a lézerabszorpció ingadozásai és a párasugár stabilizálása-feltárult. Kvantitatív modellt állítottunk össze az előmelegítési hőmérséklet és a folyamat paraméterei között, és azt javasolta, hogy az előmelegítési hőmérséklet az alapanyag olvadáspontja és forráspontja között legyen. A fröcskölési folyamat paraméterei-nem származtak és kísérletileg igazoltak, így egyértelművé vált az alumíniumötvözetek fröcskölésmentes{10}hegesztési paramétereinek kiválasztása. Ez irányíthatja a könnyű alumínium alkatrészekre támaszkodó iparágakat, például az autógyártást, hogy megoldják a hagyományos lézeres hegesztés során előforduló magas fröcskölés és rossz hegesztési minőség gyakori problémáit, elősegítve az alumíniumötvözet lézerhegesztésének jó {{12}minőségű és rendkívül stabil ipari alkalmazásainak fejlesztését.
