01 Що такезварне з'єднання
Зварне з'єднання – це з'єднання, де дві або більше заготовок з'єднані зварюванням. Зварне з'єднання плавленням утворюється шляхом локального нагрівання від високотемпературного джерела тепла. Зварне з'єднання складається із зони сплавлення (зони зварювання), лінії сплавлення, зони термічного впливу та зони основного металу, як показано на рисунку.
02 Що таке стикове з'єднання
Поширеною зварювальною конструкцією є з'єднання, де дві з'єднані між собою деталі зварюються в одній площині або дузі в середній площині з'єднання. Характеристикою є рівномірний нагрів, рівномірне зусилля та легкість забезпечення якості зварювання.
03 Що такезварювальна канавка
Щоб забезпечити проплавлення та якість зварних з'єднань, а також зменшити деформацію зварювання, з'єднання зварних деталей зазвичай попередньо обробляють у різні форми перед зварюванням. Різні зварювальні канавки підходять для різних методів зварювання та товщини зварних швів. Поширені форми канавок включають: I-подібну, V-подібну, U-подібну, односторонню V-подібну тощо, як показано на рисунку.
Поширені форми пазових стикових з'єднань
04 Вплив форми паза стикового з'єднання наЛазерно-дугове композитне зварювання
Зі збільшенням товщини зварювальної заготовки досягнення одностороннього зварювання та двостороннього формування середніх та товстих пластин (потужність лазера <10 кВт) часто стає складнішим. Зазвичай для зварювання середніх та товстих пластин необхідно застосовувати різні стратегії зварювання, такі як проектування відповідних форм канавок або резервування певних стикувальних зазорів. Однак, у реальному виробництві зварювання резервування стикувальних зазорів збільшить складність зварювальних пристроїв. Тому конструкція канавки стає вирішальною під час процесу зварювання. Якщо конструкція канавки є невідповідною, це негативно вплине на стабільність та ефективність зварювання, а також збільшить ризик дефектів зварювання.
(1) Форма канавки безпосередньо впливає на якість зварного шва. Відповідна конструкція канавки може забезпечити повне заповнення зварного шва металом зварювального дроту, зменшуючи виникнення дефектів зварювання.
(2) Геометрична форма канавки впливає на спосіб передачі тепла, що дозволяє краще розподіляти тепло, досягати більш рівномірного нагрівання та охолодження, а також допомагати уникнути термічної деформації та залишкових напружень.
(3) Форма канавки впливатиме на морфологію поперечного перерізу зварного шва, що призведе до того, що морфологія поперечного перерізу зварного шва більше відповідатиме певним вимогам, таким як глибина та ширина проникнення шва.
(4) Відповідна форма канавки може покращити стабільність зварювання та зменшити нестабільні явища під час процесу зварювання, такі як розбризкування та дефекти підрізання.
Як показано на рисунку 3, дослідники виявили, що використання лазерно-дугового композитного зварювання (потужність лазера 4 кВт) може заповнити канавку у два шари та два проходи, що ефективно підвищує ефективність зварювання; бездефектне зварювання MnDR товщиною 20 мм було досягнуто за допомогою тришарового лазерно-дугового композитного зварювання (потужність лазера 6 кВт); лазерно-дугове композитне зварювання було використано для зварювання низьковуглецевої сталі товщиною 30 мм у кілька шарів та проходів, а морфологія поперечного перерізу зварного з'єднання була стабільною та хорошою. Крім того, дослідники виявили, що ширина прямокутних канавок та кут Y-подібних канавок мають значний вплив на ефект просторового обмеження. Коли ширина прямокутної канавки...≤4 мм, а кут Y-подібної канавки≤60 °, морфологія поперечного перерізу зварного шва показує центральні тріщини та виїмки на бічних стінках, як показано на рисунку.
Вплив форми канавки на морфологію поперечного перерізу зварних швів
Вплив ширини та кута канавки на морфологію поперечного перерізу зварних швів
05 Підсумок
Вибір форми канавки повинен всебічно враховувати вимоги до зварювального завдання, характеристики матеріалу та особливості процесу лазерно-дугового зварювання композитних матеріалів. Правильне проектування канавки може підвищити ефективність зварювання та зменшити ризик дефектів зварювання. Тому вибір та проектування форми канавки є ключовим фактором перед лазерно-дуговим зварюванням композитних матеріалів середніх та товстих пластин.
Час публікації: 08 листопада 2023 р.
