Осциллирующий многомодовый лазерный луч
Исследования с использованием осциллирующего многомодового лазерного луча при сварке нахлесточных соединений оцинкованной стали и стали AISI 304 показали преимущества сварки с малым диаметром луча при пониженной мощности с осцилляцией по сравнению с обычной лазерной сваркой. при этом отмечая, что знание поведения материала имеет решающее значение для успешного применения этой техники.
Основной целью данной работя является проведение серии научных и систематических исследований по лазерной сварке стали AISI 304L с целью получения знаний о различных последствиях взаимодействия лазера с материалом и непосредственного применения в качестве решения проблем. связанных с лазерной сваркой на производственной линии, и разработать прогнозные модели механического поведения и микроструктурных характеристик сварных листов из стали AISI 304L в зависимости от параметров процесса, не прибегая к длительному и дорогостоящему процессу проб и ошибок. В этих исследованиях для сварки используется волоконный лазер непрерывного действия. AISI 304L в конфигурации соединения внахлест и встык соответственно. Шаги этой работя позволяют анализировать и количественно оценивать влияние параметров процесса на качество сварного шва и их вклад в изменение этих различных характеристик с использованием статистических инструментов.
На этих этапах устанавливаются и оцениваются несколько вариантов модели прогнозирования по конкретным критериям с целью получения максимально точной и надежной модели прогнозирования. Первая цель этой работя состоит в том, чтобы выполнить структурированный экспериментальный план в сочетании с проверенными методами статистического анализа для анализа влияния различных параметров процесса на геометрию наплавленного валика и его микроструктурные характеристики. которые влияют на механические свойства сварных компонентов из аустенитной нержавеющей стали типа 304L, образующих соединения внахлестку. Второй целью данной работя является изучение влияния параметров модели колеблющейся балки двух квадратных и треугольных схем сварки AISI 304L на характеристики сварного шва в стыковой конфигурации. Влияние мощности, скорости и частоты лазера на предел прочности при растяжении, микротвердость и микроструктуру следует исследовать с использованием эмпирических моделей, разработанных Тагучи. Наконец, третья цель данной работы состоит в том, чтобы изучить улучшение результатов второго этапа для улучшения механических и микроструктурных характеристик за счет использования давления защитного газа в качестве дополнительного параметра сварки. В рамках данной работы был предложен подход к контролю механических свойств в зависимости от параметров лазерной сварки пластин AISI 304L.
Исследуемые параметры: скорость перемещения фокальной точки, мощность излучения лазерной энергии, диаметр фокальной точки лазерного луча, частота сварки и давление защитного газа. Важным вкладом данного исследования является определение правил контроля параметров лазерной сварки для эффективного прогнозирования механических свойств (микротвердости, прочность на разрыв и разрывное усилие) и внешний вид микроструктуры (размеры наплавленного валика). Сложность этой разработки требует учета экспериментального устройства в лабораторном масштабе (лазерная ячейка, металлографические машины и машины для оценки механических свойств), для проверки формул, результатов и моделей. 24 Для построения кривых уровня с переменными интервалами отклика в зависимости от параметров лазерной сварки в этой работе используется экспериментальный анализ RSM (метод поверхности отклика), который представляет собой метод статистического анализа, поскольку он имеет преимущество в простоте применения и простоте. интерпретировать.
Определение типа корреляции между параметрами процесса лазерной сварки и геометрией сварного шва имеет основополагающее значение для понимания и управления процессом сварки. Подход, принятый для достижения целей этого проекта, разделен на три этапа. Этапы этой работы связаны с экспериментальным анализом предела прочности/прочности при растяжении, изменения профиля микротвердости вдоль зон сварки пластин и размеров микроструктуры сваренных пластин. Этот анализ будет выполняться путем дисперсионного анализа ANOVA для извлечения влияния параметров на процессы. План эксперимента основан на плане экспериментов Тагучи. Первый этап данной работы посвящен разработке прогностического подхода к механическим свойствам, на основе статистического анализа экспериментальных данных образца пластины из нержавеющей стали AISI 304L размерами (117,5×21×1,8) мм в конфигурации внахлест и без использования защитного газа в процессе сварки и с учетом того, что расстояние между свариваемыми деталями равен нулю. В качестве наиболее влияющих параметров на качество лазерных сварных швов мощность лазера и скорость сварки считаются основой предлагаемых исследований. Ширина валика, глубина проплавления, микроструктура, предел прочности при растяжении/прочность и микротвердость являются характеристиками сварного шва, подлежащими оценке. Определение влияния между параметрами и качеством сварки также предназначено для предоставления ценной информации для определение наиболее важных переменных для построения точных и надежных прогностических моделей. Второй этап этого проекта заключается в выявлении и анализе взаимосвязей между параметрами процесса колебательной лазерной сварки с использованием квадратных и треугольных шаблонов, формой и размерами наплавленного валика, а также механическими характеристиками в случае сварки AISI. пластин из стали 304L размерами (125×50×2) мм в стыковом исполнении, а также без использования защитного газа в процессе сварки и с учетом того, что расстояние между свариваемыми деталями равно нулю. В этом исследовании будут изучены эффекты, вклады и взаимодействие между такими факторами, как мощность сварки, скорость сварки и частоту сварки, а также сравнить схемы колебаний, используемые для повышения производительности. 25 Третий и заключительный этап посвящен улучшению механических и микроструктурных характеристик наилучшего образца, полученного на втором этапе, в случае сварки листов AISI 304L размером (125×50×2) мм в конфигурации «встык». ..наконечник и с использованием защитного газа в процессе сварки и при условии, что расстояние между свариваемыми деталями равно нулю. Одной из особенностей этого шага является рассмотрение давления защитного газа как самостоятельного параметра. Экспериментальные испытания проводятся на пластинах AISI 304L. Для исследования используется волоконный лазер, он излучает пучок длиной волна 1070 нм и максимальная мощность 3000 Вт. Экспериментальный план, основанный на методе Тагучи, выбирается для получения максимальных результатов при минимальном количестве испытаний. Учитываются следующие факторы: мощность лазера, скорость сварки, диаметр луча, частота сварки и давление защитного газа. Отмеченные характеристики качества сварного шва включают ширину и глубину наплавленного валика, микротвердость и предел прочности при растяжении/прочность. Образцы после сварки обрабатывают в соответствии со стандартной металлографической процедурой, включая резку, полировку, травление и исследование под микроскопом. Статистический анализ ANOVA выполняется для результатов, чтобы иметь возможность сделать вывод о влиянии рассматриваемых параметров и их вкладе в изменение различных характеристик.
