Wpływ kształtu rowka złącza doczołowego na spawanie łukiem laserowym kompozytów średniej i grubej blachy

01 Co to jestzłącze spawane

Złącze spawane oznacza połączenie, w którym dwa lub więcej elementów jest połączonych za pomocą spawania. Złącze spawane metodą zgrzewania powstaje w wyniku lokalnego ogrzewania ze źródła ciepła o wysokiej temperaturze. Złącze spawane składa się ze strefy wtopienia (strefy spawania), linii wtopienia, strefy wpływu ciepła i strefy metalu nieszlachetnego, jak pokazano na rysunku.

02 Co to jest złącze stykowe

Powszechnie stosowaną konstrukcją spawalniczą jest połączenie, w którym dwie połączone ze sobą części są spawane w tej samej płaszczyźnie lub łuku w płaszczyźnie środkowej złącza. Cechą charakterystyczną jest równomierne ogrzewanie, jednolita siła i łatwa do zapewnienia jakość spawania.

03 Co to jestrowek spawalniczy

Aby zapewnić penetrację i jakość połączeń spawanych oraz zmniejszyć odkształcenia spawalnicze, połączenia części spawanych są zazwyczaj wstępnie przetwarzane w różne kształty przed spawaniem. Różne rowki spawalnicze są odpowiednie dla różnych metod spawania i grubości spoin. Typowe formy rowków obejmują: w kształcie litery I, w kształcie litery V, w kształcie litery U, jednostronnie w kształcie litery V itp., jak pokazano na rysunku.

Typowe formy rowków połączeń doczołowych

04 Wpływ kształtu rowka złącza doczołowego naSpawanie kompozytowe łukiem laserowym

Wraz ze wzrostem grubości spawanego przedmiotu osiągnięcie jednostronnego spawania i dwustronnego formowania średnich i grubych blach (moc lasera <10 kW) często staje się bardziej złożone. Zwykle należy przyjąć różne strategie spawania, takie jak zaprojektowanie odpowiednich kształtów rowków lub zarezerwowanie określonych szczelin łączących, aby osiągnąć spawanie blach średnich i grubych. Jednak w rzeczywistym spawaniu produkcyjnym zarezerwowanie szczelin dokujących zwiększy trudność spawania osprzętu. Dlatego konstrukcja rowka staje się kluczowa podczas procesu spawania. Jeśli konstrukcja rowka nie jest rozsądna, będzie to miało niekorzystny wpływ na stabilność i wydajność spawania, a także zwiększa ryzyko wad spawalniczych.

(1) Kształt rowka bezpośrednio wpływa na jakość spoiny. Odpowiednia konstrukcja rowka może zapewnić całkowite wypełnienie metalowego drutu spawalniczego w spoinie, ograniczając występowanie wad spawalniczych.

(2) Geometryczny kształt rowka wpływa na sposób przenoszenia ciepła, co może lepiej kierować ciepło, uzyskać bardziej równomierne ogrzewanie i chłodzenie oraz pomóc uniknąć odkształceń termicznych i naprężeń szczątkowych.

(3) Kształt rowka będzie miał wpływ na morfologię przekroju poprzecznego szwu spawalniczego i doprowadzi do tego, że morfologia przekroju poprzecznego szwu spawalniczego będzie bardziej zgodna z określonymi wymaganiami, takimi jak głębokość i szerokość wtopienia spoiny.

(4) Odpowiedni kształt rowka może poprawić stabilność spawania i zmniejszyć niestabilne zjawiska podczas procesu spawania, takie jak rozpryski i defekty podcięte.

Jak pokazano na rysunku 3, badacze odkryli, że zastosowanie spawania kompozytowego łukiem laserowym (moc lasera 4 kW) umożliwia wypełnienie rowka w dwóch warstwach i dwóch przejściach, skutecznie poprawiając wydajność spawania; Pozbawione defektów spawanie MnDR o grubości 20 mm uzyskano stosując trójwarstwowe spawanie kompozytowe łukiem laserowym (moc lasera 6 kW); Do spawania stali niskowęglowej o grubości 30 mm w wielu warstwach i przejściach zastosowano spawanie kompozytowe łukiem laserowym, a morfologia przekroju poprzecznego złącza spawanego była stabilna i dobra. Ponadto badacze odkryli, że szerokość rowków prostokątnych i kąt rowków w kształcie litery Y mają istotny wpływ na efekt ograniczenia przestrzennego. Gdy szerokość prostokątnego rowka wynosi4mm, a kąt rowka w kształcie litery Y wynosi60 °morfologia przekroju spoiny wykazuje pęknięcia środkowe i wcięcia ścianek bocznych, jak pokazano na rysunku.

Wpływ kształtu rowka na morfologię przekroju spoin

Wpływ szerokości i kąta rowka na morfologię przekroju poprzecznego spoin

05 Podsumowanie

Przy wyborze kształtu rowka należy kompleksowo uwzględnić wymagania zadania spawalniczego, charakterystykę materiału i charakterystykę procesu spawania kompozytowego łukiem laserowym. Właściwa konstrukcja rowka może poprawić wydajność spawania i zmniejszyć ryzyko wad spawalniczych. Dlatego wybór i projekt kształtu rowka jest kluczowym czynnikiem przed spawaniem kompozytowym łukiem laserowym średnich i grubych blach.


Czas publikacji: 8 listopada 2023 r