01 Qog'ozga kirish
Hozirgi vaqtda lazer{0}}ark gibrid payvandlashda simlar oraligʻi payvandlash nuqsonlarini keltirib chiqarishi sabablariga, ayniqsa qalin plastinka hosil boʻlishining beqarorligi va payvandlash nuqsonlari paydo boʻlishi ehtimoli yuqori boʻlgan qalin plastinka payvandlashda nima sabablarga koʻp eʼtibor berilmayapti. Qalin plastinka gibrid payvandlashda simlar orasidagi masofaning nuqsonlarning paydo bo'lishiga ta'sirini yanada chuqurroq tushunish uchun ushbu tadqiqotda 12 mm qalinlikdagi AH36 dengiz po'lat plitalarini payvandlash uchun yuqori{2}}tezlikda, yuqori{3}}quvvatli sim-lazer gibrid payvandlashdan foydalanildi. Tomchilarning o'tishini va erigan hovuz oqimini kuzatish uchun -yuqori tezlikdagi kamera ishlatilgan va erigan hovuzning o'ziga xos oqimini o'rganish uchun raqamli simulyatsiyalar ishlatilgan. Bu simlar oraligʻi lazer gibrid payvandlashda nuqsonlarning paydo boʻlishiga taʼsir qilish mexanizmini aniqlaydi.
02 Qog'ozga umumiy nuqtai:
Lazer-Arc gibrid Welding (LAHW) keng istiqbolli birlashma usuli sifatida kemasozlikning qalin plastinka birikmalarida katta e'tiborni tortdi. Lazerli gibrid payvandlashda payvandlashning eng muhim parametrlaridan biri bo'lgan{2}}, lazer nuri va yoy orasidagi masofa lazer va yoy o'rtasidagi bog'lanish effektiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin, ayniqsa yuqori-kuchli lazer va yuqori{4}}tezlikdagi payvandlash sharoitida. Shu sababli, nur oralig'ining payvandlashga ta'sirini o'rganish kelajakdagi tadqiqot va sanoat ishlab chiqarishi uchun muhim nazariy ahamiyatga ega. Ushbu maqolada nurlar oraligʻining tomchilar oʻtkazilishiga va erigan hovuz oqimining barqarorligiga taʼsirini tahlil qilish uchun payvandlash jarayonining yuqori tezlikdagi suratlaridan foydalaniladi va payvandlash nuqsonlarining hosil boʻlish mexanizmini tekshirish uchun raqamli simulyatsiyani birlashtiradi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, mos keladigan nur oralig'i aniq payvandlash nuqsonlarisiz-yaxshi shakllangan choklarga erishish mumkin. Nur oralig'i juda yaqin bo'lsa, lazer va yoy o'rtasidagi haddan tashqari bog'lanish effekti beqaror tomchilar o'tkazilishiga va erigan hovuz oqimiga olib keladi, natijada payvandlash va kesish kabi payvandlash nuqsonlari paydo bo'ladi. Nur oralig'i juda katta bo'lsa, ikkita issiqlik manbalarining birlashtiruvchi ta'siri zaiflashadi, payvand chokining mustahkamlanishi kamayadi va porozlik nuqsonlari paydo bo'lishi mumkin.
03 Grafik tahlil:
Payvand choki yuzasi morfologiyasi va turli lazer nurlari oraligʻida (1-rasm) payvand choki yuzasi morfologiyasi va kesma morfologiyasi tasvirlaridan (1-rasm) koʻrinib turibdiki, payvand choki yuzasi hosil boʻlishi turli lazer nurlari oraligʻida sezilarli darajada oʻzgarib turadi, turli oraliqlar ostidagi payvand choklarining koʻndalang kesma morfologiyasi-bir xil boʻladi, barchasi bir xil boʻladi{3}. Lazer nurlari oralig'i 4 mm bo'lsa, payvandlashda aniq nuqsonlar yo'q va payvand chokining shakllanishi optimaldir.
2-rasmdan ko'rinib turibdiki, optik tolalar orasidagi masofa asta-sekin 0 mm dan 8 mm gacha oshgani sayin qisqa tutashuvlar -o'tish chastotasi avval kamayadi, keyin esa ortadi.
3-rasmdan ko'rinib turibdiki, sof MAG payvandlash qo'llanilganda, jet o'tish rejimida, jet o'tish yo'nalishi sim uchining kechiktirilgan chizig'i bo'ylab. Gibrid payvandlash uchun lazer qo'shilsa, jet o'tishning burilish burchagi sezilarli darajada o'zgaradi.
5-rasmdagi statistik diagrammadan ko'rinib turibdiki, qisqa tutashuvlar{1}}o'tish chastotasi dastlab qisqaradi, keyin esa ortadi. Optik tolalar orasidagi masofa 0 mm dan 4 mm gacha oshgani sayin, jet o'tish burilish burchagining kattaligi asta-sekin kamayadi. Elyaflar oralig'i 6-8 mm gacha ko'tarilganda, lazerning jet o'tish burchagi burilish burchagiga ta'siri asta-sekin yo'qoladi.
6-rasmdan ko'rinib turibdiki, chayqalish nuqsonlarining bir qismi barqaror bo'lmagan qisqa tutashuv-o'tishlaridan kelib chiqadi. T+5.9 ms da erigan metall ko'prik "bo'yinning yorilishi" hodisasiga duchor bo'lib, juda ko'p mayda chaqmoqlarni hosil qiladi.
7-rasmdan ko'rinib turibdiki, kalit teshigi ichidagi metall bug'lari kuchlarining ta'siri va tomchilarning o'tishi natijasida yuzaga keladigan ta'sir tufayli, kalit teshigining orqa holatida payvand choki yuzasida erigan metall juda tez oqadi va hovuzdan ajralib chiqadi, bu esa chayqalish nuqsonlarini hosil qiladi.
8-rasmdagi raqamli simulyatsiya natijalaridan ko'rinib turibdiki, lazer va yoyning qo'shma ta'siri ostida eritilgan hovuz markaziga yaqin joylashgan erigan metallning harorati yuqoriroq va oqim tezligi tezroq bo'ladi. Bu eritilgan metallning hovuz markaziga to'planishiga olib keladi. Payvand choki soviganida ikkala tomondagi erigan metall marangoni kuchi ta’sirida o‘rta hududga qarab harakatlanishda davom etadi, natijada payvand chokining har ikki tomonida pastki kesilgan nuqsonlar hosil bo‘ladi.
9-rasmdan ko'rinib turibdiki, filamentlar orasidagi masofa juda katta bo'lsa, yoyni oldindan qizdirish effekti zaiflashadi, kalit teshigining pastki qismiga lazerli isitish effekti kamayadi va teshikning barqarorligi yomonlashadi. Payvand chokining pastki qismiga etarli energiya o'tkazilmaganligi sababli, kalit teshigining pastki yarmi beqaror bo'lib qoladi va doimiy ravishda ochiq qololmaydi, bu ichki gaz pufakchalarining chiqishini qiyinlashtiradi, natijada g'ovaklik nuqsonlari paydo bo'ladi.
03 Xulosa va istiqbol
Ushbu maqolada payvand choki hosil bo‘lishi, tomchilar o‘tishi va erigan hovuz oqimining harakatini o‘rganish uchun 12 mm qalinlikdagi AH36 po‘latida yuqori{0}}kuchli lazer-MAG gibrid payvandlash qo‘llaniladi. Keyinchalik, lazer simlari oralig'ining payvandlash jarayoniga ta'siri va payvand nuqsonlarini shakllantirish mexanizmi muhokama qilinadi. Asosiy xulosalar quyidagilardan iborat: (1) Lazer quvvati 9,5 kVt, simni uzatish tezligi 10 m/min, payvandlash tezligi 1,8 m/min va lazer simlari oralig‘i 4 mm bo‘lsa, payvand chokining eng yaxshi hosil bo‘lishiga erishiladi, payvand choki 0,28 mm mustahkamlanadi va payvand choki kengligi 0,2 mm dan kam bo‘lmagan, masalan, yoki g'ovaklik.(2) Lazer simlari oralig'i tomchilarning o'tish shakliga sezilarli ta'sir qiladi (jet + qisqa tutashuv-o'tish). Lazer simlari oralig'i ortishi bilan qisqa tutashuv{18}}o'tish chastotasi avval kamayadi, keyin esa ortadi. Lazer simlari oralig'i 0, 2, 4, 6 va 8 mm bo'lsa, qisqa tutashuvga o'tish chastotasi mos ravishda 161 Gts, 124 Gts, 95 Gts, 116 Gts va 138 Gts ni tashkil qiladi. Jet o'tishning burilish burchagi simlar oralig'ining ortishi bilan kamayadi. Agar sim oralig'i 6 mm dan katta bo'lsa, burilish burchagi endi bitta MAG payvandlash bilan mos keladigan sim oralig'idan ta'sir qilmaydi. Qisqa tutashuv{37}}tomchi o'tishi suyuq metall ko'prikning bo'yinbog'ini va yorilishini keltirib chiqaradi, bu esa bir nechta kichik metall tomchilarini hosil qiladi, bu esa kalit teshigidan chiqarilgan metall bug'lari ta'sirida qo'shimcha ravishda ta'sir qiladi va natijada chayqaladi. Bundan tashqari, erigan hovuzga bug 'plumini va tomchilarning o'tish ta'sir kuchi ta'sir qiladi, bu esa erigan metallning orqa tarafdagi oqim tezligining oshishiga olib keladi. Eritilgan metall diagonal yuqoriga qarab 0,3 m/s tezlikda oqib chiqsa, eritilgan metallning bir qismi hovuzdan ajraladi va shprits hosil qiladi.(4) Pastki kesilgan nuqsonlarning shakllanishi erigan hovuz oqimi bilan chambarchas bog'liq. Gaz puflangan-hududdagi va kalit teshigi atrofidagi erigan metall uzluksiz orqaga oqib, hovuzning orqa tomonini ko‘taradi. Payvandlash joyi asta-sekin qotib qolganda, Marangoni kuchi ta'sirida payvandning nisbatan sovuqroq tomonlaridagi erigan metall issiq markazga qarab oqadi, bu esa payvand chokida yetarli darajada eritilgan metallni qoldiradi va natijada pastki kesilgan nuqsonlar paydo bo'ladi.(5) Lazer simlari oralig'i juda katta bo'lsa, chok ichida g'ovaklik paydo bo'lishi mumkin. Lazer va yoy o'rtasidagi bog'lanish ta'siri sezilarli darajada zaiflashadi, bu esa lazer va yoyning eritilgan hovuzlarini deyarli ajratishga olib keladi, bu esa payvandning pastki qismiga uzatiladigan energiyani kamaytiradi. Bu kalit teshigining pastki qismidagi barqarorlikni pasaytiradi, bu esa pufakchalarning erigan hovuzdan chiqishini qiyinlashtiradi, natijada payvand soviganida va qotib qolganda porozlik nuqsonlarini hosil qiladi.
