01 पेपर परिचय
वर्तमान में, उन कारणों पर बहुत कम ध्यान दिया गया है कि लेजर {{0}आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग में तार के बीच की दूरी वेल्डिंग दोषों का कारण बनती है, विशेष रूप से मोटी प्लेट वेल्डिंग में, जहां मोटी प्लेट गठन की अस्थिरता अधिक होती है और वेल्डिंग दोष होने की अधिक संभावना होती है। मोटी प्लेट हाइब्रिड वेल्डिंग में दोष निर्माण पर वायर स्पेसिंग के प्रभाव को और अधिक समझने के लिए, इस अध्ययन में 12 मिमी मोटी AH36 समुद्री स्टील प्लेटों को वेल्ड करने के लिए उच्च{2}गति, उच्च{3}पावर तार{{4}लेजर हाइब्रिड वेल्डिंग का उपयोग किया गया। बूंदों के स्थानांतरण और पिघले हुए पूल के प्रवाह का निरीक्षण करने के लिए एक उच्च गति वाले कैमरे का उपयोग किया गया था, और पिघले हुए पूल के विशिष्ट प्रवाह व्यवहार का अध्ययन करने के लिए संख्यात्मक सिमुलेशन को नियोजित किया गया था। यह उस तंत्र को स्पष्ट करता है जिसके द्वारा तार की दूरी तार {{10}लेजर हाइब्रिड वेल्डिंग में दोष निर्माण को प्रभावित करती है।
02 पेपर अवलोकन:
व्यापक रूप से संभावित जुड़ने की विधि के रूप में लेजर -आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग (LAHW) ने जहाज निर्माण के मोटे प्लेट जोड़ों में महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। लेजर {{2}आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग में सबसे महत्वपूर्ण वेल्डिंग मापदंडों में से एक के रूप में, लेजर बीम और आर्क के बीच का अंतर लेजर और आर्क के बीच युग्मन प्रभाव को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है, विशेष रूप से उच्च {{3}पावर लेजर और उच्च गति वेल्डिंग स्थितियों में। इसलिए, वेल्डिंग पर बीम स्पेसिंग के प्रभाव की खोज भविष्य के अनुसंधान और औद्योगिक उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण सैद्धांतिक महत्व है। यह पेपर बूंदों के स्थानांतरण पर बीम रिक्ति के प्रभाव और पिघले हुए पूल प्रवाह की स्थिरता का विश्लेषण करने के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया की उच्च गति फोटोग्राफी का उपयोग करता है, और वेल्डिंग दोषों के गठन तंत्र की जांच करने के लिए संख्यात्मक सिमुलेशन को जोड़ता है। नतीजे बताते हैं कि उचित बीम रिक्ति स्पष्ट वेल्डिंग दोषों के बिना अच्छी तरह से गठित वेल्ड प्राप्त कर सकती है। जब बीम रिक्ति बहुत करीब होती है, तो लेजर और चाप के बीच अत्यधिक युग्मन प्रभाव से अस्थिर बूंद स्थानांतरण और पिघला हुआ पूल प्रवाह होता है, जिसके परिणामस्वरूप स्पैटर और अंडरकट जैसे वेल्डिंग दोष होते हैं। जब बीम रिक्ति बहुत बड़ी होती है, तो दो ताप स्रोतों का युग्मन प्रभाव कमजोर हो जाता है, वेल्ड सुदृढीकरण कम हो जाता है, और सरंध्रता दोष हो सकता है।
03 ग्राफिक विश्लेषण:
अलग-अलग लेज़र बीम स्पेसिंग के तहत वेल्ड सतह आकृति विज्ञान और क्रॉस {{0} अनुभागीय आकारिकी (चित्र 1) की छवियों से, यह देखा जा सकता है कि वेल्ड सतह का गठन अलग-अलग लेजर बीम स्पेसिंग के साथ काफी भिन्न होता है, जबकि विभिन्न स्पेसिंग के तहत वेल्ड की क्रॉस {{2} अनुभागीय आकृति विज्ञान समान होता है, सभी गॉब्लेट {3} आकार के दिखाई देते हैं। जब लेजर बीम रिक्ति 4 मिमी होती है, तो कोई स्पष्ट वेल्डिंग दोष नहीं होते हैं, और वेल्ड गठन इष्टतम होता है।
जैसा कि चित्र 2 से देखा जा सकता है, जैसे-जैसे ऑप्टिकल फाइबर के बीच की दूरी धीरे-धीरे 0 मिमी से 8 मिमी तक बढ़ती है, शॉर्ट सर्किट संक्रमण की आवृत्ति पहले कम हो जाती है और फिर बढ़ जाती है।
जैसा कि चित्र 3 से देखा जा सकता है, जब शुद्ध एमएजी वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है, जेट संक्रमण मोड के तहत, जेट संक्रमण की दिशा तार टिप की विलंबित रेखा के साथ होती है। जब हाइब्रिड वेल्डिंग के लिए लेजर जोड़ा जाता है, तो जेट संक्रमण का विक्षेपण कोण महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है।
चित्र 5 में सांख्यिकीय चार्ट से, यह देखा जा सकता है कि शॉर्ट सर्किट संक्रमण की आवृत्ति शुरू में घटती है और फिर बढ़ जाती है। जेट संक्रमण विक्षेपण कोण का परिमाण धीरे-धीरे कम हो जाता है क्योंकि ऑप्टिकल फाइबर के बीच की दूरी 0 मिमी से 4 मिमी तक बढ़ जाती है। जब फाइबर रिक्ति 6-8 मिमी तक बढ़ जाती है, तो जेट संक्रमण विक्षेपण कोण पर लेजर का प्रभाव धीरे-धीरे गायब हो जाता है।
जैसा कि चित्र 6 से देखा जा सकता है, स्पैटर दोषों का एक हिस्सा अस्थिर शॉर्ट-सर्किट संक्रमण से उत्पन्न होता है। T+5.9 ms पर, पिघला हुआ धातु का पुल 'गर्दन टूटने' की घटना से गुजरता है, जिससे कई महीन छींटे बनते हैं।
जैसा कि चित्र 7 से देखा जा सकता है, कीहोल के अंदर धातु वाष्प बलों के प्रभाव और कीहोल की पिछली स्थिति में बूंद संक्रमण के कारण होने वाले प्रभाव के कारण, वेल्ड पूल की सतह पर पिघला हुआ धातु बहुत तेज़ी से बहता है और पूल से अलग हो जाता है, जिससे छींटे दोष बनते हैं।
चित्र 8 में संख्यात्मक सिमुलेशन परिणामों से, यह देखा जा सकता है कि लेजर और चाप के संयुक्त प्रभाव के तहत, पिघले हुए पूल के केंद्र के पास पिघली हुई धातु का तापमान अधिक होता है और प्रवाह दर तेज होती है। इससे पिघली हुई धातु पूल के केंद्र की ओर जमा हो जाती है। जैसे ही वेल्ड ठंडा होता है, दोनों तरफ की पिघली हुई धातु मारांगोनी बल के प्रभाव में मध्य क्षेत्र की ओर बढ़ती रहती है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्ड के दोनों तरफ अंडरकट दोष का निर्माण होता है।
जैसा कि चित्र 9 से देखा जा सकता है, जब फिलामेंट्स के बीच की दूरी बहुत बड़ी होती है, तो आर्क प्रीहीटिंग प्रभाव कमजोर हो जाता है, कीहोल के निचले हिस्से पर लेजर हीटिंग प्रभाव कम हो जाता है, और छेद की स्थिरता बिगड़ जाती है। वेल्ड के निचले भाग में अपर्याप्त ऊर्जा स्थानांतरित होने के कारण, कीहोल का निचला आधा हिस्सा अस्थिर हो जाता है और लगातार खुला नहीं रह पाता है, जिससे आंतरिक गैस के बुलबुले का बाहर निकलना मुश्किल हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अंततः सरंध्रता दोष होता है।
03 सारांश और आउटलुक
यह पेपर वेल्ड गठन, छोटी बूंद संक्रमण और पिघले हुए पूल प्रवाह व्यवहार का अध्ययन करने के लिए 12 मिमी मोटी AH36 स्टील पर उच्च {{0}शक्ति लेजर {{1}MAG हाइब्रिड वेल्डिंग का उपयोग करता है। इसके अलावा, वेल्डिंग प्रक्रिया पर लेजर वायर स्पेसिंग के प्रभाव और वेल्ड दोष गठन के तंत्र पर चर्चा की गई है। मुख्य निष्कर्ष इस प्रकार हैं: (1) जब लेजर शक्ति 9.5 किलोवाट है, तार फ़ीड गति 10 मीटर/मिनट है, वेल्डिंग गति 1.8 मीटर/मिनट है, और लेजर तार रिक्ति 4 मिमी है, तो सबसे अच्छा वेल्ड गठन प्राप्त किया जाता है, 0.28 मिमी के वेल्ड सुदृढीकरण और 5.02 मिमी की वेल्ड चौड़ाई के साथ, अंडरकट, स्पैटर या सरंध्रता जैसे दोषों के बिना। (2) लेजर तार रिक्ति के रूप को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। छोटी बूंद संक्रमण (जेट + शॉर्ट-सर्किट संक्रमण)। जैसे-जैसे लेज़र वायर स्पेसिंग बढ़ती है, शॉर्ट सर्किट ट्रांज़िशन की आवृत्ति पहले कम होती है और फिर बढ़ जाती है। जब लेज़र वायर स्पेसिंग 0, 2, 4, 6 और 8 मिमी है, तो शॉर्ट सर्किट संक्रमण की आवृत्ति क्रमशः 161 हर्ट्ज, 124 हर्ट्ज, 95 हर्ट्ज, 116 हर्ट्ज और 138 हर्ट्ज है। जेट संक्रमण का विक्षेपण कोण तार के बीच बढ़ती दूरी के साथ घटता जाता है। जब तार की दूरी 6 मिमी से अधिक होती है, तो विक्षेपण कोण तार की दूरी से प्रभावित नहीं होता है, जो एकल एमएजी वेल्डिंग के अनुरूप होता है। (3) छींटे मुख्य रूप से लेजर कीहोल के ऊपर और पिघले हुए पूल के पीछे की तरफ बनते हैं। लघु सर्किट ड्रॉपलेट संक्रमण तरल धातु पुल की गर्दन और टूटने को प्रेरित करता है, जिससे कई छोटी धातु की बूंदें बनती हैं, जो कीहोल से निकलने वाले धातु वाष्प से प्रभावित होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप छींटे पड़ते हैं। इसके अतिरिक्त, पिघला हुआ पूल वाष्प प्लम और बूंद संक्रमण के प्रभाव बल से प्रभावित होता है, जिससे पीछे की तरफ पिघली हुई धातु के प्रवाह वेग में वृद्धि होती है। जब पिघली हुई धातु 0.3 मीटर/सेकेंड की गति से तिरछे ऊपर की ओर बहती है, तो पिघली हुई धातु का हिस्सा पूल से अलग हो जाता है, जिससे छींटे बनते हैं। (4) अंडरकट दोषों का गठन पिघले हुए पूल प्रवाह से निकटता से संबंधित है। गैस उड़ा क्षेत्र और कीहोल के आसपास पिघली हुई धातु लगातार पीछे की ओर बहती है, जिससे पूल का पिछला भाग ऊपर उठता है। जैसे-जैसे वेल्ड क्षेत्र धीरे-धीरे जमता जाता है, मारंगोनी बल के तहत, वेल्ड के अपेक्षाकृत ठंडे किनारों पर पिघली हुई धातु गर्म केंद्र की ओर प्रवाहित होती है, जिससे वेल्ड टो पर अपर्याप्त पिघली हुई धातु निकल जाती है और परिणामस्वरूप अंडरकट दोष होता है। (5) जब लेजर वायर स्पेसिंग बहुत बड़ी होती है, तो वेल्ड के अंदर सरंध्रता होने की संभावना होती है। लेजर और आर्क के बीच युग्मन प्रभाव काफी कमजोर हो गया है, जिससे लेजर और आर्क पिघले हुए पूल लगभग अलग हो गए हैं, जिससे वेल्ड के निचले हिस्से में संचारित ऊर्जा कम हो गई है। इससे कीहोल के निचले भाग में स्थिरता कम हो जाती है, जिससे बुलबुले का पिघले हुए पूल से बाहर निकलना मुश्किल हो जाता है, अंततः वेल्ड ठंडा होने और जमने पर सरंध्रता दोष बनता है।
