01 Introduzione al documento
Questo studio approfondisce l'impatto decisivo dell'angolo di saldatura, un parametro chiave del processo, sulla qualità della saldatura durante la saldatura ibrida laser-MAG di piastre di acciaio per navi ad alta resistenza AH36 di 14 mm di spessore-. Le tecniche di saldatura tradizionali devono affrontare sfide quali zone interessate dal calore- eccessivamente grandi, deformazione della saldatura e difficoltà nel controllare la microstruttura quando si tratta di materiali con piastre spesse. La tecnologia di saldatura ibrida laser-MAG, attraverso l'azione sinergica di laser e arco, può migliorare efficacemente la qualità della saldatura, soprattutto dopo la diffusione dei laser ad alta-potenza, mostrando un grande potenziale nella saldatura efficiente di lamiere spesse. Sebbene la modalità guidata dal laser-presenti vantaggi rispetto alla modalità guidata dall'arco-, come una penetrazione più profonda e la stabilità dell'arco, nella saldatura di lamiere spesse, parametri di processo non corretti (ad esempio l'angolo di saldatura) possono comunque portare a difetti come spruzzi, collasso e gobba posteriore. Piccoli cambiamenti nell'angolo di saldatura possono influenzare in modo significativo il comportamento dinamico del bagno di fusione, la stabilità del buco della serratura e la qualità della formazione della saldatura finale.
Pertanto, questo studio si concentra sulla variazione degli angoli di saldatura, utilizzando la fotografia ad alta-velocità e il metodo "sandwich" per osservare il comportamento dinamico del bagno di fusione e del buco della serratura in tempo reale, combinato con l'analisi del segnale elettrico, con l'obiettivo di rivelare sistematicamente gli effetti dei diversi angoli di saldatura sulla formazione della saldatura, sul flusso del bagno di fusione, sul comportamento del buco della serratura e sui meccanismi di formazione dei difetti (collasso, gobba, spruzzi), fornendo una guida teorica per l'ottimizzazione della saldatura ibrida-laser ad alta potenza-MAG ibrida processi.
La Figura 02 illustra che i parametri fissi per il processo di saldatura sono: potenza laser di 10,5 kW, velocità di saldatura di 1,8 m/min, velocità di avanzamento del filo di 12 m/min, con una distanza di testa pre-impostata di 0,5 mm. Durante la saldatura il gas di protezione utilizzato è costituito per l'80% da Ar e per il 20% da CO2, con una portata di 15 L/min. La Figura 1 mostra uno schema del processo di saldatura. L'esperimento varia principalmente l'angolo tra il laser e la direzione di saldatura, progettando quattro disposizioni angolari, definendo l'angolo tra il laser e la direzione di saldatura come e l'angolo tra l'arco e il laser come , con gli angoli della sorgente di calore di saldatura impostati come mostrato nella Figura 2.
La Figura 3 mostra la morfologia macroscopica e la corrispondente morfologia in sezione trasversale delle saldature composite laser-MAG a diversi angoli di saldatura. Quando l'angolo di saldatura è di 75 gradi, la qualità della formazione della saldatura è scarsa, con la parte anteriore della saldatura che mostra uno schema periodico di denti larghi-stretti-larghi, mentre la parte posteriore presenta gobbe piccole e continue. Quando l'angolo di saldatura aumenta fino a 82,5 gradi, la qualità di formazione della saldatura è ottimale, con la parte anteriore piena e la parte posteriore continua senza gobbe, presentando la tipica forma a calice. Aumentando ulteriormente l'angolo di saldatura a 88,75 gradi si ottiene un collasso parziale e discontinuo sulla parte anteriore della saldatura, con alcune piccole gobbe sul retro. Quando l'angolo di saldatura raggiunge i 97,5 gradi, la parte anteriore della saldatura mostra periodici fenomeni di pieno concavo-con riempimento non uniforme, mentre sul retro si formano gobbe più grandi.
Basandosi sul metodo "sandwich" migliorato, è stata utilizzata una-telecamera ad alta velocità per osservare lateralmente il comportamento dinamico del buco della serratura della saldatura ibrida laser-MAG in tempo reale. Ad un angolo di saldatura di 75 gradi, il buco della serratura presentava un processo dinamico periodico, caratterizzato da riapertura e chiusura in andatura. La crescita, il distacco e la riformazione delle goccioline hanno interagito con il comportamento del buco della serratura.
