ผลของรูปแบบร่องรอยต่อชนต่อการเชื่อมคอมโพสิตด้วยเลเซอร์อาร์กของแผ่นขนาดกลางและหนา

01 ก. คืออะไรรอยเชื่อม

ข้อต่อเชื่อมหมายถึงข้อต่อที่มีชิ้นงานตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อม รอยเชื่อมของการเชื่อมฟิวชันเกิดขึ้นจากการทำความร้อนเฉพาะที่จากแหล่งความร้อนที่อุณหภูมิสูง รอยเชื่อมประกอบด้วยโซนฟิวชัน (โซนเชื่อม) เส้นฟิวชัน โซนที่ได้รับความร้อน และโซนโลหะฐาน ดังแสดงในรูป

02 ข้อบั้นท้ายคืออะไร

โครงสร้างการเชื่อมที่ใช้กันทั่วไปคือรอยต่อที่มีการเชื่อมสองส่วนที่เชื่อมต่อถึงกันในระนาบเดียวกันหรือส่วนโค้งที่ระนาบกึ่งกลางของข้อต่อ ลักษณะเฉพาะคือการให้ความร้อนสม่ำเสมอ แรงสม่ำเสมอ และง่ายต่อการรับประกันคุณภาพการเชื่อม

03 ก. คืออะไรร่องเชื่อม

เพื่อให้มั่นใจในการเจาะทะลุและคุณภาพของรอยเชื่อม และลดความผิดปกติของการเชื่อม ข้อต่อของชิ้นส่วนที่เชื่อมโดยทั่วไปจะได้รับการประมวลผลเป็นรูปทรงต่างๆ ก่อนทำการเชื่อม ร่องการเชื่อมที่แตกต่างกันเหมาะสำหรับวิธีการเชื่อมและความหนาของการเชื่อมที่แตกต่างกัน รูปแบบร่องทั่วไปได้แก่: รูปตัว I, รูปตัว V, รูปตัว U, รูปตัว V ข้างเดียว ฯลฯ ดังแสดงในรูป

ข้อต่อก้นมีรูปแบบร่องทั่วไป

04 อิทธิพลของรูปแบบร่องข้อต่อชนการเชื่อมคอมโพสิตด้วยเลเซอร์อาร์ค

เมื่อความหนาของชิ้นงานที่เชื่อมเพิ่มขึ้น การเชื่อมด้านเดียวและการขึ้นรูปสองด้านของแผ่นขนาดกลางและหนา (กำลังเลเซอร์ <10 kW) มักจะมีความซับซ้อนมากขึ้น โดยปกติแล้ว กลยุทธ์การเชื่อมที่แตกต่างกันจะต้องถูกนำมาใช้ เช่น การออกแบบรูปแบบร่องที่เหมาะสม หรือการสงวนช่องว่างการเชื่อมต่อบางอย่าง เพื่อให้สามารถเชื่อมแผ่นเพลทขนาดกลางและหนาได้ อย่างไรก็ตาม ในการเชื่อมการผลิตจริง การสำรองช่องว่างในการเชื่อมต่อจะเพิ่มความยากในการเชื่อมฟิกซ์เจอร์ ดังนั้นการออกแบบร่องจึงมีความสำคัญในระหว่างกระบวนการเชื่อม หากการออกแบบร่องไม่สมเหตุสมผล เสถียรภาพและประสิทธิภาพของการเชื่อมจะได้รับผลกระทบในทางลบ และยังเพิ่มความเสี่ยงต่อข้อบกพร่องในการเชื่อมอีกด้วย

(1) รูปแบบร่องส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของรอยเชื่อม การออกแบบร่องที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ว่าโลหะลวดเชื่อมเต็มเข้าไปในตะเข็บเชื่อม ช่วยลดการเกิดข้อบกพร่องในการเชื่อม

(2) รูปทรงเรขาคณิตของร่องส่งผลต่อวิธีการถ่ายเทความร้อน ซึ่งสามารถนำทางความร้อนได้ดีขึ้น ให้ความร้อนและความเย็นที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น และช่วยหลีกเลี่ยงการเสียรูปจากความร้อนและความเค้นตกค้าง

(3) รูปแบบร่องจะส่งผลต่อสัณฐานวิทยาหน้าตัดของตะเข็บเชื่อม และจะนำไปสู่สัณฐานวิทยาหน้าตัดของตะเข็บเชื่อมที่สอดคล้องกับข้อกำหนดเฉพาะมากขึ้น เช่น ความลึกและความกว้างของการเจาะทะลุ

(4) รูปแบบร่องที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงความเสถียรของการเชื่อมและลดปรากฏการณ์ที่ไม่เสถียรในระหว่างกระบวนการเชื่อม เช่น ข้อบกพร่องของการกระเด็นและการตัดราคา

ดังแสดงในรูปที่ 3 นักวิจัยพบว่าการใช้การเชื่อมด้วยอาร์คด้วยเลเซอร์ (กำลังเลเซอร์ 4kW) สามารถเติมร่องในสองชั้นและสองรอบได้ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเชื่อม MnDR หนา 20 มม. โดยปราศจากข้อบกพร่องทำได้โดยใช้การเชื่อมคอมโพสิตอาร์กด้วยเลเซอร์สามชั้น (กำลังเลเซอร์ 6kW) การเชื่อมคอมโพสิตอาร์คด้วยเลเซอร์ใช้ในการเชื่อมเหล็กคาร์บอนต่ำหนา 30 มม. ในหลายชั้นและผ่าน และสัณฐานวิทยาหน้าตัดของรอยเชื่อมมีความเสถียรและดี นอกจากนี้ นักวิจัยยังพบว่าความกว้างของร่องสี่เหลี่ยมและมุมของร่องรูปตัว Y มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อผลกระทบจากข้อจำกัดเชิงพื้นที่ เมื่อความกว้างของร่องสี่เหลี่ยมเป็น4 มม. และมุมของร่องรูปตัว Y คือ60 °สัณฐานวิทยาหน้าตัดของตะเข็บเชื่อมแสดงให้เห็นรอยแตกตรงกลางและรอยบากที่ผนังด้านข้าง ดังแสดงในรูป

ผลของรูปแบบร่องต่อสัณฐานวิทยาหน้าตัดของรอยเชื่อม

อิทธิพลของความกว้างและมุมของร่องต่อสัณฐานวิทยาหน้าตัดของรอยเชื่อม

05 สรุป

การเลือกรูปแบบร่องต้องพิจารณาข้อกำหนดของงานเชื่อม คุณลักษณะของวัสดุ และคุณลักษณะของกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์อาร์คคอมโพสิตอย่างครอบคลุม การออกแบบร่องที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมและลดความเสี่ยงของข้อบกพร่องในการเชื่อม ดังนั้นการเลือกและการออกแบบรูปแบบร่องจึงเป็นปัจจัยสำคัญก่อนการเชื่อมด้วยเลเซอร์คอมโพสิตของแผ่นขนาดกลางและหนา