01Paber Sissejuhatus
Alumiiniumsulamid kipuvad oma suure peegeldusvõime ja kõrge soojusjuhtivuse tõttu traditsioonilises laserkeevitamises liigse energiatiheduse ja ebastabiilsete võtmeaukude tõttu pritsmeid tekitama, mis mõjutab keevisõmbluse kvaliteeti ja komponentide jõudlust. Selles uuringus uuritakse mehhanismi katsete abil (laseri erinevate koguvõimsuste, südamiku/rõnga võimsuse suhete ja keevituskiiruste seadistamine, auruvoogude ja pritsmete dünaamika jälgimine suure-kiirusega kaameraga ning keevisõmbluse morfoloogia analüüsimine üli-sügavuse-läbi-mikro{5}}läbimõõduga -läbimõõduga. multifüüsikaga seotud arvsimulatsioonid. See näitab, et rõngakujuline laser soojendab sulabasseini esiserva, vähendades laseri neeldumise kõikumisi ja stabiliseerides pritsmete tõkestamiseks auruvoo väljapaiskumist. Lisaks loodi kvantitatiivne mudel, mis seob eelsoojendustemperatuuri koguvõimsuse, rõnga võimsuse suhte ja keevituskiirusega, mis viitab sellele, et eelsoojendustemperatuur peaks jääma alusmaterjali sulamis- ja keemispunktide vahelisesse vahemikku. Uuring toob välja kriteeriumid pritsmevabade protsessiparameetrite valimiseks ja katsed kinnitavad, et pritsmed on selles parameetrivahemikus märkimisväärselt vähenenud, pakkudes teoreetilisi juhiseid ja tööstusliku rakenduse strateegiaid tugevalt peegeldavate sulamite kvaliteetseks laserkeevitamiseks.
02 Kokkuvõte
See artikkel põhineb meetodil, mis ühendab katsed ja kolme{0}}dimensioonilise multifüüsikaga ühendatud arvsimulatsiooni. Katse oli suunatud 6061 alumiiniumisulamist plaadile, määrates kuus südamiku/rõnga võimsuse suhet (10:0 kuni 0:10), kolm keevituskiirust (40 mm/s, 60 mm/s, 80 mm/s) ja fikseeritud laseri koguvõimsust (6000 W). Kiir{12}}kaameraid kasutati auruvoogude ja pritsmete vaatlemiseks, üli-sügavus-välimikroskoope keevisõmbluse morfoloogia analüüsimiseks ning kavandati võrdlev katse fikseeritud keskvõimsusega. Numbrilises simulatsioonis kasutati CFD mudelit, et simuleerida sulamisbasseini soojusvoogu, laseri neeldumist ja muid füüsikalisi protsesse. Katsetes leiti, et mida suurem on ringlaseri võimsuse osakaal, seda ühtlasem oli keevispind (piigi ---vahe vähenes 1,40 mm-lt 0,41 mm-le) ja pritsmete sagedus vähenes 65%. Samuti selgus, et rõngaslaser eelsoojendab sulamisbasseini esiosa, kitsendab laseri neeldumise kõikumisvahemikku ja stabiliseerib auruvoogu, mis pärsib pritsmeid. Lõpuks loodi eelsoojendustemperatuuri ja protsessi parameetrite kvantitatiivne mudel, mis viitab sellele, et eelsoojendustemperatuur peaks jääma alusmaterjali sulamistemperatuuri ja keemistemperatuuri vahele. Tuletati ja kontrolliti pritsmevabad protsessiparameetrid, pakkudes teoreetilised juhised alumiiniumisulamite pritsmevabaks laserkeevitamiseks.
03 Pildi ja teksti analüüs
Joonis 1 sisaldab kahte põhiteavet: esiteks on joonisel 1(a) esitatud reguleeritava rõngas-režiimiga laserkeevituse põhiline riistvara konfiguratsioon, sealhulgas selliste komponentide asendid ja ühendused nagu CFX-8000 programmeeritav kiudlaserseade, robot, lasertöötluspea ja kiire{6}kaamera, mis tagab katselise parameetri ja katselise parameetri loogilise seadistuse järgnevate katsete jaoks. ning pritsmete ja aurude jälgimist, tagades eksperimentaalsete toimingute ja andmete kogumise standardimise; teiseks, joonisel 1(b) on visualiseeritud laserkeevituse peamised füüsikalised protsessid, nagu faasimuutus, laseri neeldumine ja aurude dünaamika, laseri ja materjalide vahelise interaktsiooni füüsikalise raamistiku loomine, teoreetilise aluse loomine kolmedimensioonilisele mitme-füüsikalise väljaga ühendatud numbrilisele simulatsioonile ja aidates mõista nende aluseks olevaid mehhanisme.
04 Järeldus
See uuring keskendub pritsmete probleemile alumiiniumsulamite reguleeritava rõngakujulise laserkeevituse korral. Läbi katsete (erinevate südamiku/rõnga võimsuse suhete, keevituskiiruste seadistamine, kombineeritud vaatlusega kiirkaamerate ja suure -sügavusega {-väljamikroskoobide abil) ja kolme-dimensioonilise multifüüsikaga ühendatud arvsimulatsioonide abil, mehhanism, mille abil rõngakujulised laserid suruvad basseini kitsast serva, pehmendades esiserva paljastati laseri neeldumise kõikumised ja auruvoo stabiliseerimine{6}}. Loodi kvantitatiivne mudel, mis seostab eelsoojendustemperatuuri protsessi parameetritega, pakkudes välja, et eelsoojendustemperatuur peaks jääma alusmaterjali sulamistemperatuuri ja keemistemperatuuri vahele. Pritsmeprotsessi parameetri kriteeriume ei saadud ja katseliselt kontrollitud, selgitades alumiiniumsulamite pritsmevaba keevitamise parameetrite valikuvahemikku. See võib suunata kergeid alumiiniumkomponente toetuvaid tööstusharusid (nt autotootmine) lahendama tavapärase laserkeevituse suure pritsme ja keevisõmbluse kehva kvaliteediga levinud probleeme, edendades kvaliteetsete ja väga stabiilsete alumiiniumisulamitest laserkeevitamise{12}rakenduste arendamist.
