Vplyv tvaru drážky tupého spoja na laserové oblúkové kompozitné zváranie stredných a hrubých plechov

01 Čo je azváraný spoj

Zvarový spoj označuje spoj, kde sú dva alebo viac obrobkov spojené zváraním. Zvarový spoj tavného zvárania vzniká lokálnym ohrevom z vysokoteplotného zdroja tepla. Zvarový spoj pozostáva zo zóny tavenia (zóna zvaru), tavnej línie, tepelne ovplyvnenej zóny a zóny základného kovu, ako je znázornené na obrázku.

02 Čo je to tupý kĺb

Bežne používaná zváracia štruktúra je spoj, kde sú dve prepojené časti zvarené v rovnakej rovine alebo oblúku v strednej rovine spoja. Charakteristickým znakom je rovnomerné zahrievanie, rovnomerná sila a ľahké zabezpečenie kvality zvárania.

03 Čo je azváracia drážka

Aby sa zabezpečila penetrácia a kvalita zvarových spojov a znížila sa deformácia zvárania, spoje zváraných dielov sa pred zváraním vo všeobecnosti vopred upravujú do rôznych tvarov. Rôzne zváracie drážky sú vhodné pre rôzne spôsoby zvárania a hrúbky zvaru. Medzi bežné formy drážok patria: tvar I, V, U, jednostranný tvar V atď., ako je znázornené na obrázku.

Spoločné drážkové formy tupých spojov

04 Vplyv tvaru drážky tupého spoja naLaserové oblúkové kompozitné zváranie

So zväčšujúcou sa hrúbkou zváraného obrobku sa dosiahnutie jednostranného zvárania a obojstranného tvárnenia stredných a hrubých plechov (výkon lasera <10 kW) často stáva zložitejším. Zvyčajne je potrebné prijať rôzne stratégie zvárania, ako napríklad navrhnúť vhodné tvary drážok alebo vyhradiť určité dokovacie medzery, aby sa dosiahlo zváranie stredných a hrubých plechov. Avšak pri skutočnom produkčnom zváraní rezervovanie medzier dokovania zvýši náročnosť zvárania prípravkov. Preto sa dizajn drážky stáva rozhodujúcim počas procesu zvárania. Ak konštrukcia drážky nie je primeraná, bude to nepriaznivo ovplyvnené stabilitou a účinnosťou zvárania a tiež zvyšuje riziko chýb zvárania.

(1) Tvar drážky priamo ovplyvňuje kvalitu zvarového švu. Vhodný dizajn drážky môže zabezpečiť, že kov zváracieho drôtu bude úplne naplnený do zvarového švu, čím sa zníži výskyt chýb zvárania.

(2) Geometrický tvar drážky ovplyvňuje spôsob prenosu tepla, ktorý môže lepšie viesť teplo, dosiahnuť rovnomernejšie zahrievanie a chladenie a pomáha predchádzať tepelnej deformácii a zvyškovému namáhaniu.

(3) Tvar drážky ovplyvní morfológiu prierezu zvarového švu a povedie k tomu, že morfológia prierezu zvarového švu bude viac v súlade so špecifickými požiadavkami, ako je hĺbka a šírka prieniku zvaru.

(4) Vhodná forma drážky môže zlepšiť stabilitu zvárania a znížiť nestabilné javy počas procesu zvárania, ako sú rozstrekujúce a podrezané chyby.

Ako je znázornené na obrázku 3, výskumníci zistili, že použitím laserového oblúkového kompozitného zvárania (laserový výkon 4 kW) je možné vyplniť drážku v dvoch vrstvách a dvoch priechodoch, čím sa účinne zlepší účinnosť zvárania; Bezchybné zváranie MnDR hrúbky 20 mm bolo dosiahnuté použitím trojvrstvového laserového oblúkového kompozitného zvárania (laserový výkon 6 kW); Laserové oblúkové kompozitné zváranie bolo použité na zváranie 30 mm hrubej nízkouhlíkovej ocele vo viacerých vrstvách a prechodoch a morfológia prierezu zvarového spoja bola stabilná a dobrá. Okrem toho vedci zistili, že šírka pravouhlých drážok a uhol drážok v tvare Y majú významný vplyv na efekt priestorového obmedzenia. Keď je šírka obdĺžnikovej drážky4mm a uhol drážky v tvare Y je60 °, morfológia prierezu zvarového švu ukazuje centrálne trhliny a zárezy na bočných stenách, ako je znázornené na obrázku.

Vplyv tvaru drážky na morfológiu prierezu zvarov

Vplyv šírky a uhla drážky na morfológiu prierezu zvarov

05 Zhrnutie

Pri výbere tvaru drážky je potrebné komplexne zvážiť požiadavky zváracej úlohy, materiálové charakteristiky a charakteristiky procesu zvárania laserovým oblúkom. Správna konštrukcia drážky môže zlepšiť účinnosť zvárania a znížiť riziko chýb zvárania. Preto je výber a návrh tvaru drážky kľúčovým faktorom pred laserovým oblúkovým kompozitným zváraním stredných a hrubých plechov.


Čas uverejnenia: 8. novembra 2023