01 Introduction: Welding thick-walled components is a critical step in the manufacturing of devices designed for extreme operating conditions, such as those used in controlled fusion. Conventional autogenous laser welding struggles to maintain the dynamic equilibrium of deep weld pools, while laser welding with wire feeding faces efficiency bottlenecks-such as unstable wire delivery and limited single-layer deposition height. To meet the urgent need for high-quality, high-efficiency thick-plate welding technology, this study proposes a pre-filled narrow-gap laser oscillation welding method. This technique replaces dynamic wire feeding with pre-filled strips, ingeniously combining the high efficiency of high-power (>10 kVt) avtogen lazerli payvandlash, tor{1}}boʻshliqlarni toʻldiruvchi payvandlashning qatlamli choʻkma afzalliklari. Tadqiqot ultra-chuqur payvand choki (bir oʻtishda 15 mm ga etadi) va tor{5}}boʻshliq yon devorlari oʻrtasidagi murakkab termofizik oʻzaro taʼsirlarni oʻrganadi, bu esa lazer tebranish parametrlari yordamida payvand choklari oqimi va yon devorning sintezi harakatini tartibga solish mexanizmlarini ochib beradi. Oxir-oqibat, bu usul 70 mm qalinlikdagi 316LN zanglamaydigan po'lat plitalarni nuqsonsiz-payvandlashga muvaffaq bo'ldi, bu esa yuqori sifatni ta'minlagan holda ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada oshirdi.
Ultra{1}}tor 2,5 mm bo‘shliqda 15 mm chuqurlikdagi payvand choklarini kuzatishning jismoniy cheklovlarini yengib o‘tish uchun tadqiqot guruhi maxsus-yan{4}}ko‘rish uchun vizual tekshirish platformasini (GG17 shisha sendvich strukturasidan foydalangan holda) ishlab chiqdi (. 1-rasm) va o‘z ichiga pudra parchalari{7}. Bu tadqiqotchilarga suyuqlikning makroskopik dinamikasini va payvandlash havzasidagi vaqtincha sintez harakatlarini aniq kuzatish imkonini berdi.
Kesimli mikrografiklar{0}}tebranish amplitudasining muhim rolini aniq ko'rsatib beradi (. 3-rasm). Tebranishsiz yoki kichik amplitudali (1,2 mm) issiqlikni lateral tomonga samarali o'tkazib bo'lmaydi, buning natijasida yon devorda 37,28% gacha eritish (LOF) defekti-yo'qligi{5}}bo'ladi. Biroq, tebranish amplitudasi 1,8 mm ga optimallashtirilganda, lazer energiyasi yon devorlarga teng ravishda taqsimlanadi; payvand choki -"tirnoq{10}}bosh" shaklidan keng "to'rtburchak" shaklga o'tadi va LOF nuqsoni darajasi 0% ga tushadi.
Tebranuvchi bo'lmagan lazerli payvandlashda-payvand choki nafaqat tor va tez soviydi, balki ichki kalit teshigi ham tez-tez kengayish va qisqarish bilan tavsiflangan o'ta beqaror holatda bo'ladi. Sirt tarangligi (Marangoni effekti) bilan boshqariladigan erigan metall assimetrik, tarafkash oqimga juda moyil. Bu nazoratsiz bir tomonlama oqim oxir-oqibat chokning bir tomonida yaxshi sintezga olib keladi, ikkinchi tomondan esa muqarrar ravishda yon devorda kuchli termoyadroviy nuqsonlar-yo'qligi-ga olib keladi (4-rasm).
Pastroq tebranish parametrlari lateral issiqlik kiritishning etarli emasligiga va payvand chokining assimetrik oqimiga olib keladi. Parametrlar 1,8 mm amplituda va 40 Gts chastotaga optimallashtirilganda, lazerning lateral isitish zonasi samarali ravishda kengayadi, bu esa payvand choklari geometriyasining "tor va chuqur" dan "keng va sayoz" ga o'tishiga olib keladi (kengligi ortib, uzunligi kamayadi). Yuqori{4}}chastotali tebranish biroz chayqalishini keltirib chiqarsa-da, bu rejim kalit teshigi va payvand chovgumining umumiy barqarorligini sezilarli darajada oshiradi va yon devorning namlanishini yaxshilaydi, natijada payvand choki va yon devorlar o'rtasida samarali sintezni ta'minlaydi (. 5-rasm).
6-rasmda tebranish amplitudasining to'liq tebranish sikli davomida payvand chokining kesma -morfologiyasining dinamik evolyutsiyasini boshqarishdagi hal qiluvchi roli aniq ko'rsatilgan. Kam tebranish amplitudalarida yuqori konsentrlangan lazer energiyasi tor-pastki, konussimon chok hovuzini hosil qiladi; yon devorlar issiqlikni birinchi navbatda cheklangan issiqlik o'tkazuvchanligi orqali oladi, bu esa assimetrik egilish va-erishish nuqsonlarining-yo'qligiga olib keladi. Tebranish amplitudasi ortishi bilan issiqlik dinamik ravishda oldindan oʻrnatilgan plastinka va yon devorlar orasidagi interfeysda toʻplanib-payvandlangan chovning asosi U-shaklida kengayadi. Optimallashtirilgan, kattaroq tebranish amplitudasi ostida lazer energiyasi ko'ndalang yo'nalishda bir xilda qayta taqsimlanadi, bu esa yon devorning namlanishini va kirib borish chuqurligini sezilarli darajada oshiradi. Bundan tashqari, toʻliq chap{11}}oʻng tebranish sikli davomida (T0 dan T0 + 16 ms gacha) payvand choʻkmasi-toʻgʻridan-toʻgʻri nurlanish va issiqlik oʻtkazuvchanligining qoʻshma taʼsiridan-issiqlik kechikishini yengib chiqadi va doimiy ravishda issiqlikni toʻplaydi; u nurning harakati bilan hamohang ravishda ikki tomonga navbatma-navbat kengayib, oxir-oqibatda mukammal sentrosimmetrik morfologiyani o'rnatadi.
Ushbu tadqiqot oldindan toʻldirilgan tor-boʻshliq lazerli tebranishli payvandlash texnikasini taklif qiladi va tizimli ravishda tasdiqlaydi. U lazer tebranishlari ultra{4}}chuqur erigan hovuzning ichki termodinamik va suyuqlik dinamik harakatlarini qayta shakllantirish mexanizmlarini har tomonlama tahlil qiladi, bu esa quyidagi asosiy xulosalarga olib keladi: 1. Tebranish yuqori konsentratsiyali, bir{6}}pik energiya taqsimotini buzadi (an'anaviy issiqlik manbalariga xos bo'lgan, sezilarli darajada qaytalanuvchi energiyani qayta taqsimlash) 1067 J/mm² dan 772,9 J/mm² gacha). Energiyani bir hillashtirish va qayta taqsimlash payvand choki markaziga ortiqcha issiqlik kirib kelishini tubdan oldini oladi, shu bilan birga yon devor chegaralarida mahalliy issiqlik to‘planishini sezilarli darajada oshiradi. 2. Tebranish parametrlari (chastota: 40 Gts; amplituda: 1,8 mm dan o‘nlab o‘nlab o‘nlab o‘nlab o‘nlab o‘nlab oshib o‘tgan sirt) hosil bo‘lgan kuchli mexanik aralashtirish effekti. Eritilgan hovuz oqimi tartibsiz, oʻta moyil boʻlgan assimetrik holatdan tartibli, simmetrik va kuchli konvektiv rejimga aylanadi, bu esa radial tozalash va yuqori haroratli suyuq metallning shikastlangan oynaning ikkala yon devoriga-tashishini tezlashtiradi. bostirish-1 sifatida belgilangan 2A/D dan kam yoki unga teng 1,5 dan kam yoki unga teng (bu yerda A tebranish amplitudasi va D bo‘shliq kengligi)-qattiqlik bilan aniqlangan va tasdiqlangan. Ushbu oyna payvandlash jarayoniga ajoyib mustahkamlik beradi; Ushbu diapazonda jarayon uskunaning tebranishi yoki yig'ish xatolaridan kelib chiqadigan og'ishlarni samarali tarzda qamrab oladi va yon devorlarda mukammal 100% sintezni ta'minlaydi.
