Apsauginių dujų poveikis nerūdijančio plieno pluošto suvirinimui lazeriu

Jun 16, 2022 Palik žinutę

Tobulėjant pramonės gamybos pajėgumams, vis daugiau dėmesio sulaukia efektyvi, judri ir aplinką tausojanti perdirbimo technologija. Kaip aukštos kokybės, didelio tikslumo, mažos deformacijos ir didelio efektyvumo suvirinimo metodas, suvirinimas lazeriu tiesiog atitinka pramonės poreikius ir vis plačiau naudojamas aviacijos, automobilių, laivų statybos ir kitose srityse. Apsauginės dujos vaidina svarbų vaidmenį daugelyje veiksnių, turinčių įtakos suvirinimui lazeriu. Pastaraisiais metais, atsiradus ir tobulėjant didelės galios skaiduliniams lazeriams,pluoštinis lazerinis suvirinimassparčiai išpopuliarėjo apdirbamojoje pramonėje, kurią atstovauja automobiliai. Skaidulinis lazeris priklauso kietojo kūno lazerių kategorijai, kurio bangos ilgis yra 1070 nm, o tai yra daug mažiau nei 10,6 procento CO2 lazerio μM bangos ilgio. Dėl skirtingų medžiagų sugerties santykio su skirtingais lazerio bangos ilgiais pluoštinio lazerio ir CO2 lazerio suvirinimo efektai natūraliai skiriasi. Tačiau apsauginių dujų, skirtų pluoštiniam lazeriniam suvirinimui, tyrimai atliekami retai. Atsižvelgiant į tai, šiame darbe buvo atlikti apsauginių dujų parametrų bandymai su nerūdijančiu plienu, siekiant giliau suprastinerūdijančio plieno pluošto suvirinimas lazeriu.

Bandomoji medžiaga yra 3 mm storio SUS304 nerūdijančio plieno plokštė. Suvirinimo šilumos šaltinis yra JAV IPG kompanijos ylr-6000 pluošto lazeris, kurio maksimali išėjimo galia yra 6 kW, o spindulio nuokrypio kampas – 8 mmmomrad. Darbo platforma yra kr60ha 6-DOF robotas iš Vokietijos KUKA įmonės. Vidinis apsauginio dujų antgalio skersmuo yra 4 mm, o aukštis nuo ruošinio yra 4 mm. Siekiant sumažinti testui nereikšmingų veiksnių trukdžius, kai kurie parametrai nustatomi kaip fiksuotos vertės: lazerio galia 1 kW, suvirinimo greitis 1,5 m · min{12}}, židinio nuotolis 250 mm, defokusavimo dydis yra 0 mm, o suvirinimo būdas yra vienpusis padengimas. Iš viso buvo atliktos keturios bandymų grupės, kurios buvo: dujų tipo testas (atsižvelgiant į jų poveikį nerūdijančiam plienui buvo pasirinktas AR, jis ir N2), dujų maišymo santykio testas (AR ir jis buvo sumaišyti skirtingomis proporcijomis). stebėti poveikį suvirinimo paviršiaus morfologijai ir prasiskverbimui), oro pūtimo kampo bandymą (skirtingų oro pūtimo kampų įtaka prasiskverbimui) ir apsauginių dujų tūpimo padėties (ant ruošinio) įtakos suvirinimo siūlės susidarymui bandymą.

When one of AR, he, or N2 is used as shielding gas, the weld penetration is arranged in the order of he>n2>ar dėl dujų jonizacijos energijos įtakos ir plazmos išlaikymo slenksčio. Kai jo kiekis AR ir He dujų mišinyje yra didesnis arba bendras apsauginių dujų srautas didesnis, prasiskverbimas atitinkamai padidės. Pasikeitus apsauginių dujų srauto būsenai (laminariniam srautui / turbulentiniam srautui) ant ruošinio paviršiaus, suvirinimo prasiskverbimas mažėja didėjant apsauginių dujų šoniniam pūtimo kampui. Keičiantis santykiniam atstumui tarp apsauginių dujų kritimo taško ir lazerio taško, skvarba kinta tarp didėjimo ir mažėjimo tendencijų; Didžiausia vertė gaunama, kai dujų kritimo taškas yra apie ± 1,5 mm nuo taško, o mažiausia vertė gaunama netoli pradžios (lazerio taško).