Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Лазерлік гибридті дәнекерлеу - лазерлік сәулемен дәнекерлеу мен доғамен дәнекерлеу принциптерін біріктіретін дәнекерлеу процесінің түрі. Лазерлік жарық пен электрлік дуалды біріктірілген дәнекерлеу процесі 1970 жылдан бері қолданыста, бірақ өнеркәсіптік қолданбаларда жақында ғана қолданылған. Гибридті дәнекерлеу процесінің үш негізгі түрі бар, олар пайдаланылатын доғаға байланысты: TIG, плазмалық доға немесе MIG кеңейтілген лазерлік дәнекерлеу. TIG кеңейтілген лазерлік дәнекерлеу алғаш рет зерттелсе, MIG - өнеркәсіпке алғаш рет кірген және әдетте гибридті лазерлік дәнекерлеу деп аталады. Алғашқы кездері лазерлік көздер өнеркәсіптік қолдануға жарамдылығын дәлелдеу керек болса, бүгінде олар көптеген өндірістік кәсіпорындарда стандартты жабдық болып табылады. Лазерлік дәнекерлеуді басқа дәнекерлеу процесімен біріктіруді "гибридтік дәнекерлеу процесі" деп атайды. Бұл лазер сәулесі мен электр доғасы бір уақытта бір дәнекерлеу аймағында әрекет етіп, бір-біріне әсер етеді және қолдау көрсетеді.
Laser hybrid welding is a type of welding process that combines the principles of laser beam welding and arc welding. The combination of laser light and an electrical arc into an amalgamated welding process has existed since the 1970s, but has only recently been used in industrial applications. There are three main types of hybrid welding process, depending on the arc used: TIG, plasma arc or MIG augmented laser welding. While TIG augmented laser welding was the first to be researched, MIG is the first to go into industry and is commonly known as hybrid laser welding. Whereas in the early days laser sources still had to prove their suitability for industrial use, today they are standard equipment in many manufacturing enterprises. The combination of laser welding with another weld process is called a "hybrid welding process". This means that a laser beam and an electrical arc act simultaneously in one welding zone, influencing and supporting each other.
Лазерлік
Лазерлік дәнекерлеу үшін жоғары лазерлік қуат қана емес, сонымен қатар жоғары сапалы сәуле қажет. Нәтижесінде жарық сәулесінің жоғары сапасы фокустың кіші диаметріне немесе фокустың үлкен қашықтығына қол жеткізу үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл процеске әр түрлі лазер түрлері қолданылады, әсіресе Nd: YAG, онда лазер жарығы сумен салқындатылған шыны талшықтан берілуі мүмкін. Жарық жұмыс бөлігіне оптиканы біріктіру және шоғырландыру арқылы жобаланады. Көмірқышқыл газы лазерін сәуле линзалар немесе айналар арқылы берілетін жерлерде де қолдануға болады.
Laser welding not only requires high laser power but also a high quality beam to obtain the desired "deep weld effect". The resulting higher quality of beam can be exploited either to obtain a smaller focus diameter or a larger focal distance. A variety of laser types are used for this process, in particular Nd:YAG where the laser light can be transmitted via a water cooled glass fiber. The beam is projected onto the workpiece by collimating and focusing optics. Carbon dioxide laser can also be used where the beam is transmitted via lens or mirrors.
Лазерлік-гибридтік процесс
Металл бұйымдарды дәнекерлеу үшін лазерлік сәуле 1 МВт/см2-ден астам интенсивтілікті алу үшін бағытталған. Лазерлік сәуле материалдың бетін соққыға түсіргенде, бұл нүкте булану температурасына дейін қызып, металл будың шығуынан дәнекерленген металлда бу қуысы пайда болады. Бұл кілт тесігі деп аталады. Дәнекерлеу тігісінің ерекшелігі - оның тереңдігі мен енінің арақатынасы. Еркін жанған дуалдың энергия ағынының тығыздығы 100 кВт/см2-ден сәл артық. Екі бөлек пісіру процестері бірінен кейін бірі әрекет ететін қос процестен айырмашылығы, гибридті пісіруді бір және сол процес аймағында бір мезгілде әрекет ететін екі пісіру процесінің комбинациясы ретінде қарастыруға болады. Қолданылатын доға немесе лазер процесінің түріне және процес параметрлеріне байланысты екі жүйе бір-біріне әртүрлі әсер етеді. Лазерлік процесс пен доғалық процестің бірігуі дәнекерлеу тереңдігін және дәнекерлеу жылдамдығын арттырады (әр процеспен салыстырғанда). Бу қуысынан шығатын металл буы доға плазмасына әсер етеді. Лазерлік сәулеленуді өңдеу плазмасында сіңіру шамалы. Екі қуатты енгізудің арақатынасына байланысты жалпы процестің сипаты негізінен лазер немесе доға арқылы анықталуы мүмкін. Лазерлік сәулеленудің сіңірілуіне жұмыс бөлшегінің бетінің температурасы едәуір әсер етеді. Лазерлік дәнекерлеу процесін бастамас бұрын, бастапқы шағылысуды еңсеру керек, әсіресе алюминий беттерінде. Бұл материалды алдын ала қыздыру арқылы жүзеге асырылады. Гибридтік процесте дуал металлға жылу береді, лазер сәулесінің қосылуына көмектеседі. Булану температурасына жеткеннен кейін бу қуысы пайда болады және барлық сәулелену энергиясы жұмыс бөлігіне енгізілуі мүмкін. Бұл үшін қажетті энергия температураға тәуелді сіңіру және жұмыс бөлігінің қалған бөлігіне өткізгішпен жоғалған энергия мөлшері арқылы анықталады. Лазерлік гибридті дәнекерлеуде MIG қолдану арқылы буландыру тек жұмыс бөлігінің бетінен ғана емес, сонымен қатар толтыру сырынан да жүргізіледі, сондықтан лазерлік сәулеленуді сіңіруді жеңілдету үшін көбірек металл буы болады.
For welding metallic objects, the laser beam is focused to obtain intensities of more than 1 MW/cm2. When the laser beam hits the surface of the material, this spot is heated up to vaporization temperature, and a vapor cavity is formed in the weld metal due to the escaping metal vapor. This is known as a keyhole. The extraordinary feature of the weld seam is its high depth to width ratio. The energy flow density of the freely burning arc is slightly more than 100 kW/cm2. Unlike a dual process where two separate weld processes act in succession, hybrid welding may be viewed as a combination of both weld processes acting simultaneously in one and the same process zone. Depending on the kind of arc or laser process used, and depending on the process parameters, the two systems will influence each other in different ways. The combination of the laser process and the arc process results in an increase in both weld penetration depth and welding speed (as compared to each process alone). The metal vapor escaping from the vapor cavity acts upon the arc plasma. Absorption of the laser radiation in the processing plasma remains negligible. Depending on the ratio of the two power inputs, the character of the overall process may be mainly determined either by the laser or by the arc. Absorption of the laser radiation is substantially influenced by the temperature of the workpiece surface. Before the laser welding process can start, the initial reflectance must be overcome, especially on aluminum surfaces. This can be achieved by preheating the material. In the hybrid process, the arc heats the metal, helping the laser beam to couple in. After the vaporisation temperature has been reached, the vapor cavity is formed, and nearly all radiation energy can be put into the workpiece. The energy required for this is thus determined by the temperature dependent absorption and by the amount of energy lost by conduction into the rest of the workpiece. In laser hybrid welding, using MIG, vaporisation takes place not only from the surface of the workpiece but also from the filler wire, so that more metal vapor is available to facilitate the absorption of the laser radiation.
Шаршау мінез-құлқы
Жылдар бойы шаршау мінез-құлқын түсіну үшін көптеген зерттеулер жүргізілді, әсіресе лазерлік гибридті дәнекерлеу сияқты жаңа әдістер үшін, бірақ білім әлі де шектеулі. Лазерлік гибридті дәнекерлеу - бұл терең, тар дәнекерлеуді жасайтын және дәнекерлеу бетінің геометриясын басқаруға үлкен еркіндік беретін озық дәнекерлеу технологиясы. Сондықтан гибридті дәнекерлеу буындардың шаршауды талдау және өмір сүру ұзақтығын болжау маңызды болып табылады және ол жалғасып жатқан зерттеулердің тақырыбы болып табылады.
Over the years a great deal of research has been done to understand fatigue behavior, particularly for new techniques like laser hybrid welding, but knowledge is still limited. Laser hybrid welding is an advanced welding technology that creates narrow deep welds and offers greater freedom to control the weld surface geometry. Therefore, fatigue analysis and life prediction of hybrid weld joints has become more important and is the subject of ongoing research.