01 מבוא נייר
מחקר זה מתעמק בהשפעה המכרעת של זווית הריתוך, פרמטר תהליך מרכזי, על איכות הריתוך במהלך ריתוך היבריד של -MAG בלייזר של פלדת פלדת ספינה בעובי 14 מ"מ בעובי AH36-. טכניקות ריתוך מסורתיות מתמודדות עם אתגרים כמו אזורי חום- גדולים מדי, עיוות ריתוך וקושי בשליטה במבנה המיקרו בעת התמודדות עם חומרי לוח עבים. טכנולוגיית הריתוך ההיברידית -MAG בלייזר, באמצעות הפעולה הסינרגטית של לייזר וקשת, יכולה לשפר ביעילות את איכות הריתוך, במיוחד לאחר הפופולריות של לייזרים עם הספק גבוה-, המציגות פוטנציאל גדול בריתוך יעיל של לוחות עבים. למרות שלמצב הלייזר-יש יתרונות על פני המצב המונחה-קשת, כגון חדירה עמוקה יותר ויציבות קשת, בריתוך של לוחות עבים, פרמטרים לא נאותים של תהליך (למשל, זווית ריתוך) עדיין יכולים להוביל לפגמים כמו ניתזים, קריסה וגבנון. שינויים קלים בזווית הריתוך יכולים להשפיע באופן משמעותי על ההתנהגות הדינמית של הבריכה המותכת, על יציבות חור המנעול ועל איכות היווצרות הריתוך הסופית.
לכן, מחקר זה מתמקד במגוון של זוויות ריתוך, תוך שימוש בצילום-במהירות גבוהה ובשיטת "סנדוויץ'" כדי לצפות בהתנהגות הדינמית של הבריכה המותכת וחור המנעול בזמן אמת, בשילוב עם ניתוח אותות חשמליים, במטרה לחשוף באופן שיטתי את ההשפעות של זוויות ריתוך שונות על היווצרות ריתוך, זרימת בריכה מותכת, התנהגות חור המנעול, יצירת מנגנון ספא, יצירת מנגנון. הדרכה לאופטימיזציה של תהליכי ריתוך היברידיים בלייזר-הספק גבוה-MAG.
איור 02 ממחיש שהפרמטרים הקבועים לתהליך הריתוך הם: הספק לייזר של 10.5kW, מהירות ריתוך של 1.8 מ'/דקה, מהירות הזנת חוט של 12 מ'/דקה, עם מרווח תחת מוגדר מראש של 0.5 מ"מ. במהלך הריתוך, גז המיגון המשמש מורכב מ-80% Ar ו-20% CO2, עם קצב זרימה של 15 ליטר לדקה. איור 1 מציג סכימה של תהליך הריתוך. הניסוי משנה בעיקר את הזווית בין הלייזר לכיוון הריתוך, תוך תכנון של ארבעה סידורי זווית, המגדירים את הזווית בין הלייזר לכיוון הריתוך כ-, ואת הזווית בין הקשת ללייזר כ-, כאשר זוויות מקור החום לריתוך מוגדרות כפי שמוצג באיור 2.
איור 3 מציג את המורפולוגיה המקרוסקופית ואת מורפולוגיית החתך -המתאימה של ריתוכים מרוכבים של לייזר-MAG בזוויות ריתוך שונות. כאשר זווית הריתוך היא 75 מעלות, איכות היווצרות הריתוך ירודה, כאשר החלק הקדמי של הריתוך מציג תבנית שיניים רחבה-צרה- רחבה תקופתית, בעוד שבגב יש גבנוניות קטנות ומתמשכות. כאשר זווית הריתוך גדלה ל-82.5 מעלות, איכות היווצרות הריתוך היא אופטימלית, עם חזית מלאה וגב רציף ללא גבשושיות, המציגות צורת גביע אופיינית. הגדלה נוספת של זווית הריתוך ל-88.75 מעלות גורמת לקריסה חלקית בלתי רציפה בקדמת הריתוך, עם כמה גבשושיות קטנות בגב. כאשר זווית הריתוך מגיעה ל-97.5 מעלות, החלק הקדמי של הריתוך מציג תופעות קעורות תקופתיות-מלאות עם מילוי לא אחיד, בעוד שגבשושיות גדולות יותר נוצרות בגב.
בהתבסס על שיטת 'סנדוויץ' המשופרת, נעשה שימוש במצלמה- במהירות גבוהה כדי לצפות בהתנהגות הדינמית של חור המנעול הריתוך ההיברידי של לייזר-MAG בזמן אמת מהצד. בזווית ריתוך של 75 מעלות, חור המנעול הפגין תהליך דינמי תקופתי, המאופיין בפתיחה מחדש וסגירה בהליכה. הצמיחה, הניתוק וההתחדשות של טיפות פעלו באינטראקציה עם התנהגות חור המנעול.
