Makaleye konu olan çalışmanın amacı, hibrit CO2 lazer/MAG kaynak işleminin boşluk köprüleme kapasitesini incelemek ve bunu dolgu telli lazer kaynağı ve otojen lazer kaynağının sonuçlarıyla karşılaştırmaktı. Yukarıdakileri elde etmek için, her işlem için seçilen kaynak parametreleri ilk önce, 8 mm kalınlığında C-Mn çelikte sıkı geçme alın bağlantılarında tam nüfuz eden kaynaklar üretmek için bir dizi koşul elde etmek üzere ayarlandı. Kaynak parametreleri elde edildikten sonra, bu koşullar, her bir işlem için bağlantı aralığı sınırını belirlemek için sabit bağlantı boşluklarına sahip numunelerde kullanıldı. Hibrit işlem için, sabit veya değişen derz boşlukları için performansta herhangi bir fark oluşturmak için sürekli değişen derz aralığına sahip numunelerde aynı koşullar kullanıldı. Hibrit kaynak parametreleri daha sonra, sıfır boşluklu alın bağlantılarında geliştirilen kaynak parametreleri kullanılarak yönetilebilenlerden daha büyük boşluklarda nitelikli kaynaklar üretmek için tel besleme hızı (MAG akımı aracılığıyla) veya hareket hızı ayarlanarak birkaç sabit boşlukta yeniden optimize edildi. . Bu kaynak parametreleri setlerinin her birinde tolere edilebilir boşluk aralığı da belirlendi. Çalışma sırasında lazer/ark konfigürasyonunun yani ark çekme veya ark itme ve iki proses arasındaki ayrımın hibrit kaynak prosesi ve kaynak kalitesi üzerindeki etkisi de incelenmiştir.
Bu denemeler için kullanılan lazer, Laser Ecosse tarafından üretilen sürekli dalga hızlı eksenel akışlı endüstriyel CO2 lazeriydi. Tüm denemelerde iş parçasındaki lazer gücü yaklaşık 4kW idi ve ışın iş parçası yüzeyine dik olarak yerleştirildi. Lazer ışınını ışın odağında yaklaşık 0,3 mm çapında bir nokta boyutuna odaklamak için 150 mm odak uzaklığına sahip bir KCl lens kullanıldı. Plazma bastırma mekanizması sağlamak için, bir yan gaz helyum gazı jeti kullanıldı. Dolgu telli lazer kaynağı için tel, lazer ışınını yönlendirerek iş parçasının yüzeyine 45°'lik bir açıyla kaynak havuzuna iletilir. Tel, lazer ışınının 2 mm önünde, kaynak havuzunun önüne beslendi. Hibrit proseste MIG/MAG kaynak ekipmanı, bir Fronius TPS 450 inverter kaynak güç kaynağından ve TIME30 tel besleme ünitesinden oluşuyordu. Lazer ışını ile eş eksenli olarak hizalanmış bir meme, kaynak havuzuna koruyucu gaz sağlamak için lensin altına monte edilmiştir.
Hibrit lazer ark kaynağı işlemleri, otojen lazer kaynağının gerektirdiği uyum toleranslarının karşılanamadığı durumlarda özel ilgi görmektedir. Hibrit lazer ark kaynağının faydalı olabileceği endüstriyel sektörler, tipik olarak 3 ila 10 mm arasında çeşitli kalınlıklarda C-Mn çeliği kullanır. Bu nedenle bu çalışmada, 8mm kalınlığında C-Mn çeliği (BS EN 10025 S275), 300 x 150mm kuponlara işlenmiş kaynak denemeleri yapılmıştır. Çelik levha yüzeyleri ve kenarları kaynaktan önce frezelenmiş ve yağdan arındırılmıştır. Dolgu teli denemeleri ile lazer kaynağı ve hibrit kaynak denemeleri için 1,2 mm çapında A18 C-Mn çelik dolgu teli kullanıldı.
Otojen lazer kaynağı ve dolgu teli denemeleri ile lazer kaynağı için koaksiyel gaz koruyucu ve plazma bastırma jeti kullanıldı. Helyum koruyucu gaz, lazer ışını ile eş eksenli olarak 30 litre/dakika akış hızında sağlandı. 30 litre/dakika helyum gazı plazma bastırma jeti yoluyla sağlandı. Hibrit lazer ark kaynağı için, koaksiyel nozul ve MAG torcu aracılığıyla koruyucu gaz uygulandı. Plazma jeti uygulanmadı. MAG torcu aracılığıyla kullanılan koruyucu gaz, üç parçalı bir gaz karışımı, %55 helyum, %43 argon ve %2 karbondioksitti. Bu gaz, arkı korumak ve argon-karbon dioksit koruyucu gazlarla karşılaştırıldığında aynı plazma bastırmasını sağlamak için kullanıldı. Daha önceki çalışmalar bu üç parçalı gazın kaynak penetrasyonunu arttırdığını göstermişti. MAG torcu içinden gaz akış hızı, tüm hibrit lazer MAG kaynak denemeleri için 15 litre/dak idi. Hibrit lazer MAG sürecini kullanan tüm denemeler için, 30 litre/dakika akış hızında lazer ışını ile eş eksenli olarak helyum kalkanı sağlandı.
8mm kalınlığında levhada kapalı kare kenar alın birleşimleri ve otojen lazer kaynak işlemi kullanılarak bir takım kaynak koşulları oluşturulmuştur. 8 mm malzeme üzerinde daha önceki çalışmalara dayanarak, 4kW lazer plaka yüzeyinin 2 mm altına odaklandı ve hareket hızı, görsel olarak kabul edilebilir bir kaynak oluşturan maksimum hıza ulaşmak için ayarlandı. Bunu takiben, ancak aynı lazer gücü ve hızında, kaynak profili kabul edilemez hale gelene kadar bağlantı aralığı 0,1 mm'lik artışlarla açıldı. Soğuk dolgu teli ile lazer kaynağı kullanılarak yapılan kaynak denemeleri, kare kenar alın bağlantıları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Genellikle kalın kesitli malzemeleri dolgu teli ile lazerle kaynak yaparken, dolgu telinin, tel çapından biraz daha büyük bir derz aralığına sahip bir bağlantıya beslenmesi önerilir. Dolgu telinin çapından daha küçük boşlukları kaynaklamak için proses parametrelerinin ve özellikle bağlantı yerleştirme koşullarının çok hassas kontrolü gerekir. 4kW lazer gücü kullanılarak, 1,5 mm boşluklu kare kenar alın bağlantılarında 8 mm kalınlığında plaka üzerinde dolgu teli ile lazer kaynağı için bir dizi parametre elde edildi. Tel besleme hızı, beklenen bağlantı boşluğuna ve kaynak profilini korumak için gereken hareket hızına göre hesaplandı.
Bu çalışmada üstlenilen hibrit lazer MAG kaynağı için deneysel parametreler lazer gücü (Pw), lazer ışını odak konumu (b), hareket hızı (Vw), lazer/ark konfigürasyonu (yani ark itme veya çekme), ark voltajı (V) idi. ve tel besleme hızı (Vwf). Yapılan daha önceki çalışmalar, benzer lazer gücü ve ark gücü kullanıldığında daha iyi bir kaynak geometrisinin elde edilebileceğini bulmuştur. En iyi işlem kararlılığı, darbeli ark metal transfer koşuluyla elde edildi ve He-Ar-C02 koruyucu gazın, C-Mn çelik levhanın hibrit CO 2 lazer MAG kaynağı için en iyi işlem kararlılığı ve nüfuziyet kombinasyonunu verdiği bulundu. Hibrit kaynak denemeleri, BS EN ISO 13919-1:1997'ye göre kabul edilebilir geometrik özelliklere sahip, kararlı bir süreç ve kaynaklarla sonuçlanan, sıfır aralıklı alın bağlantıları için koşullar oluşturmak üzere gerçekleştirilmiştir. Bu ilk kaynak parametreleri elde edildikten sonra, koşullar, sıfır boşluklu alın bağlantıları için geliştirilen koşulların sınırlarını belirlemek için değişen derz aralığı (0mm-2.0mm) olan numuneler üzerinde kullanıldı. Bu denemelerde, kaynak her zaman kaynağın 'sıfır' boşluğunda başlatıldı. Aynı parametreler, çeşitli sabit bağlantı boşluklarına sahip bir dizi kaynağı tamamlamak, değişken boşluk sonucunu doğrulamak ve ayrıca otojen CO2 lazer kaynağı ve dolgu teli ile CO2 lazer kaynağı kullanılarak sabit boşluk sonuçlarıyla karşılaştırmalar yapmak için kullanıldı. Hibrit kaynak parametreleri, sıfır boşluklu alın bağlantılarında geliştirilen koşullar üzerinde sadece hareket hızı ayarlanarak, sabit boşluklu alın bağlantılarında da yeniden optimize edildi. Bu şekilde, farklı tolere edilebilir boşluk aralıklarına karşılık gelen bir dizi hareket hızı elde edildi.
Her bölüm için bir makrograf hazırlanmış ve kaynak yüzünün ve kökün geometrik özellikleri ölçülerek kaynakları BS EN'de tanımlandığı gibi B (sert), C (orta) veya D (orta) kalite sınıfına göre sınıflandırmıştır. ISO 13919-1:1997. Bu raporda, sınıf B, C veya D'yi karşılayan herhangi bir kaynak profili, standarttaki tüm kalite kriterlerine göre değerlendirilmiştir.
Deneysel Sonuçlar
8 mm çelik levhanın otojen lazer kaynağı için, bu malzeme için başlangıç koşullarını oluşturmak için plaka üzerinde boncuk çalışmaları yapıldı. Seçilen kaynak koşulları, tam penetrasyon sağlayan maksimum hızı elde etmek için alın bağlantılarında ayarlandı. Aşağıdaki kaynak koşulları kullanılarak 1,2 m/dak'dan daha hızlı olmayan kaynak yapıldığında sıfır boşluklu alın bağlantılarında tam nüfuz eden kaynakların elde edildiği bulundu:
4kW lazer gücü.
-2.0mm odak konumu.
30 litre/dk helyum koaksiyel gazı.
Lazer ışınını takip eden 30 litre/dak helyum plazma bastırma gazı, ışının 1 mm önünde çarpma noktası.
Bu koşullar kullanılarak, kaynak profili artık tatmin edici olmayana kadar bağlantı boşluğu arttırıldı. Sıfır bağlantı aralığı ve 0,2 mm bağlantı aralığı üzerine yapılan otojen lazer kaynaklarının kesitleri ölçülmüştür. Bu kaynakların BS EN ISO 13919-1:1997'de D seviyesinden (orta) daha büyük kusurları olmadığı değerlendirildi. 0,3 mm boşlukta (ve üzeri), füzyon eksikliği kaynaklar BS EN ISO 13919-1:1997'ye göre kabul edilemez. Kabul edilebilir maksimum tam olarak doldurulmamış oluğun 0,5 mm olduğu kalite seviyesi C ve B (orta ve sıkı) gerekliyse, otojen lazer kaynağı kullanılarak izin verilen maksimum bağlantı aralığı 0,25 mm'den azdır.
Dolgu telli lazer kaynağı için, kaynak 0,4 m/dak gibi çok düşük bir hızda gerçekleştirilmedikçe 4kW lazer gücü kullanarak tam nüfuz eden kaynaklar elde etmek zordu. 1.5 mm boşluklu kare kenar alın bağlantılarında dolgu teli ile lazer kaynağı kullanılarak üretilen kaynakların kesitleri ölçüldü. 4kW lazer gücü, dolgu telini eritmek ve 0,6 m/dk'da tam nüfuziyetli bir kaynak üretmek için yeterli değildi. Hareket hızı 0,4 m/dak'ya düşürüldüğünde, kaynak tamamen nüfuz eder hale geldi. Ancak bu kaynakta ergime eksikliği gibi kusurlar da görülebilir.
Aşağıdaki kaynak koşulları, 8 mm kalınlığında çelik üzerinde dolgu teli ile tamamen nüfuz eden lazer kaynakları üretti:
4kW lazer gücü.
-2.0mm odak konumu.
30 litre/dk helyum koaksiyel gazı.
10 litre/dk helyum plazma bastırma gazı, takip eden lazer ışını, ışının 1 mm ilerisindeki çarpma noktası.
1.2 mm çapında C-Mn çelik dolgu teli, lazer ışınını yönlendirir, çarpma noktası ışının 2 mm önündedir.
1,5 mm derz aralığına sahip kare kenar alın bağlantıları için 0,4 m/dak hareket hızı ve 4,2 m/dak tel besleme hızı.
Hibrit lazer MAG kaynağında, ark itme/çekme yönünün etkisi ile ilgili olarak, Şekil 3a ve 3b'de görüldüğü gibi, MAG çeken hibrit işlemi, MAG iten hibrit işlemine göre daha derin penetrasyon sağlamıştır. Ek olarak, MAG itme işlemi kullanılarak üretilen kesit, dar köklü ve büyük kapaklı bir 'şarap kadehi' profili gösterirken, MAG çekme lazer hibrit işlemi kullanılarak üretilen profil, biraz daha geniş bir kök ile daha çok bir 'kama' şekli sergiledi. ve daha küçük kap. Lazer ışını ve MAG torcu ile yan yana yerleştirilmiş, yani bir enine işlem ayrımı ile üretilen kaynakların enine kesitleridir. Bu bölümler, geniş ve asimetrik bir üst boncuk ile çok benzerdir; bu, lazerin penetrasyondan ve MAG'nin dolgu malzemesinin birikmesinden sorumlu olduğunu gösterir.
Yukarıdaki sonuçlara dayanarak, yalnızca ark/lazer ayrımı yönünde sıfır boşluklu alın bağlantıları için işlemenin araştırılmasına karar verildi. İlk olarak, hem ark itme hem de çekme varyasyonları için çeşitli işlem ayrımları kullanılarak sıfır boşluklu kare kenar alın bağlantılarında tamamen nüfuz eden kaynaklar elde etmek için koşulları oluşturmak için denemeler yapıldı. MAG çekme kullanıldığında, proses ayrımının 1,5 ile 2 mm arasında olduğu zaman en kararlı koşulların elde edildiği fark edildi. MAG itme için en iyi sonuçlar, iki işlem arasında sıfır ayrım ile elde edildi. MAG çekme işleminin, kaynak profili ve boşluk köprüleme yeteneği açısından MAG itme işlemine göre küçük avantajları vardı. Aşağıdaki koşulların, kare kenar, sıfır boşluklu alın bağlantı kullanılarak 8 mm kalınlığında çelik levhada hibrit CO2 lazer MAG kaynakları için en iyi proses kararlılığı ve kaynak profili kombinasyonunu verdiği bulundu.
Sadece ark/lazer ayrımı yönünde sıfır boşluklu alın bağlantılarının işlenmesinin araştırılmasına karar verildi. İlk olarak, hem ark itme hem de çekme varyasyonları için çeşitli işlem ayrımları kullanılarak sıfır boşluklu kare kenar alın bağlantılarında tamamen nüfuz eden kaynaklar elde etmek için koşulları oluşturmak için denemeler yapıldı. MAG çekme kullanıldığında, proses ayrımının 1,5 ile 2 mm arasında olduğu zaman en kararlı koşulların elde edildiği fark edildi. MAG itme için en iyi sonuçlar, iki işlem arasında sıfır ayrım ile elde edildi. MAG çekme işleminin, kaynak profili ve boşluk köprüleme yeteneği açısından MAG itme işlemine göre küçük avantajları vardı. Aşağıdaki koşulların, kare kenar, sıfır boşluklu alın bağlantı kullanılarak 8 mm kalınlığında çelik levhada hibrit CO2 lazer MAG kaynakları için en iyi proses kararlılığı ve kaynak profili kombinasyonunu verdiği bulundu:
4kW lazer gücü.
-2.0mm odak konumu.
30 litre/dk helyum koaksiyel gazı.
12 litre/dak %55 He-%43Ar-%2CO 2 kaynak gazı MAG torcu aracılığıyla.
1.5-2.0 mm proses ayırmalı MAG çekme konfigürasyonu veya proses ayırmasız MAG itme konfigürasyonu.
1.2 mm çapında C-Mn çelik kaynak teli.
Darbeli MAG metal transferi.
4kW MAG gücü (22V, 179A ve 5,8m/dak tel besleme hızı).
1.0m/dak kaynak hızı.
Sıfır aralıklı alın bağlantılarında geliştirilen aynı koşullar, kaynak uzunluğu boyunca değişen bir boşlukla (başlangıçta 0 mm boşluk ve bitişte 2.0 mm boşluk) kaynakları tamamlamak için kullanıldı.
Değişen derz aralığı koşulları altında, en büyük boşluk, yani 2.0 mm için bile kaynak havuzu düşmeden tamamen nüfuz eden, kare kenarlı alın bağlantıları üretmek mümkündü. Ancak farklı pozisyonlarda üretilen kaynak profillerinin geometrik özellikleri farklıydı. Küçük bir boşlukla (<1.0mm), dolgu malzemesinin ark yoluyla aktarımı, kaynağın üzerinde metal birikmesine neden olarak kaynakta fazla kaynak metali profili bıraktı. Fazla kaynak metalinin yüksekliği, kaynağın başlangıcında yaklaşık 1.0 mm idi, BS EN ISO 13919-1:1997'de tanımlanan kalite seviyesi B'ye (sıkı) karşılık gelir. Fazla kaynak metali miktarı, bağlantı boşluğunun artmasıyla azaldı ve yaklaşık 0,9 mm'lik bir bağlantı boşluğunda etkin bir şekilde sıfıra ulaştı. Daha sonra, derz boşluğu 0,9 ile 1,2 mm arasında olduğunda kalite seviyesi B (sıkı) sınırı (0,5 mm) dahilinde olan eksik doldurulmuş bir oluk belirgin hale geldi. 1,4 mm'lik bir bağlantı boşluğu ile eksik doldurulmuş oluk, BS EN ISO 13919-1:1997'de kalite sınıfı D (orta) için belirlenen sınıra (1.0 mm) yakındı. 1.5 mm'nin üzerindeki bir derz boşluğu için, eksik doldurulan oluk BS EN ISO 13919-1:1997'de tanımlanan sınırın ötesinde olduğundan kaynak kabul edilemez hale geldi.
Sonuçlar, 8 mm kalınlığında C-Mn çelikten alın derzleri üretmek için hibrit CO2 lazer MAG kaynak işlemi kullanıldığında, sıkı kalite seviyesi sağlandığında sıfır boşluk için optimize edilmiş koşulların maksimum 1,2 mm'lik bir derz boşluğuna kadar kullanılabileceğini göstermektedir. B gereklidir. Eksik doldurulmuş oluktaki değişiklikler nedeniyle orta (D) kalite seviyesi gerekiyorsa, bu 1,4 mm'ye kadar uzatılabilir.
0,2 mm, 1,0 mm ve 1,5 mm'lik bir dizi sabit bağlantı aralığı kullanılarak, sıfır aralıklı alın bağlantıları için geliştirilmiş kaynak koşulları kullanılarak, MAG itme, sıfır işlem ayırma ve 2,0 mm'lik işlem ayırma çeken bir MAG ile. Bu sonuçlar ayrıca, yaklaşık 1,4 mm'ye kadar olan boşlukların, kaynak profili kabul edilemez hale gelmeden 8 mm kalınlığında çelikte hibrit CO2 lazer MAG kaynak işlemi ile tolere edilebileceğini gösterdi.
Hibrit kaynak denemeleri, 1.0m/dak hızında, 1.0mm sabit bağlantı aralığında kabul edilebilir bir kaynak profili üretmek için belirlenen sıfır boşluk parametrelerinde hangi değişikliklerin gerekli olacağını belirlemek için kare kenar alın bağlantılarında yapıldı. Pratikte bu, yalnızca tek bir kaynak değişkenindeki, yani tel besleme hızındaki değişiklikle sağlandı. Şekil 6, 1.0m/dk'lık bir hareket hızında 9.0m/dk'lık bir tel besleme hızıyla 1.0mm'lik sabit bir boşluk için üretilen kaynak bölümlerini göstermektedir. 1.5 mm'lik bir proses ayrımı ile bir MAG çekme konfigürasyonu kullanıldı. Bu kaynağın geometrik özellikleri, bir seviye 'B' kalite sınıflandırmasına yol açmıştır. Bu koşullar daha sonra, değiştirilmiş koşulun boşluk tolerans sınırını belirlemek için 0-2 mm değişken aralıklı alın bağlantılarına uygulandı. Bağlantı boyunca farklı yerlerden alınan kaynak kesitler 1,6 mm'ye kadar bir derz boşluğu için, eksik doldurulmuş oluk hala kalite seviyesi B'nin limiti (0,5 mm) içindeydi.
Tartışma
Bu çalışmadan, hibrit CO2-MAG kaynak işleminin, boşluk köprüleme yeteneği açısından, otojen CO2 lazer ve dolgu teli ile lazere göre avantajlara sahip olduğu açıktır. Fark, hibrit işlemin özellikleri ve lazer ile ark işlemi arasındaki etkileşimlerle ilgilidir.
Otojen lazer kaynağı için, tolere edilebilen boşluk genişliği genellikle lazer ışınının odaklanmış çapı kadardır. Bu çalışmada, füzyon seviyesi kabul edilemez hale gelmeden önce sadece 0,3 mm'ye kadar olan eklem boşluklarının tolere edilebileceği fark edildi. Bu boyut, kullanılan lazerin odaklanmış nokta çapına benzer. Eklem aralığı 0,3 mm'den büyükse lazer ışını boşluktan geçer.
Dolgu telli lazer kaynağı, düşük kaynak hızıyla boşlukları köprülerken otojen lazer işlemine göre avantajlara sahiptir. Mevcut çalışmanın sonuçları, 0.4m/dk gibi çok düşük bir hızda 4.0kW lazer gücü kullanılarak, 8mm kalınlığında C-Mn çelikte 1.5mm'ye kadar derz aralığına sahip alın derzlerinde kabul edilebilir kaynaklar üretmenin mümkün olduğunu göstermektedir. Hareket hızı çok yavaş olduğundan, kabul edilebilir bir kaynak sağlamak için plazma bastırma teknikleri gerekliydi. Dolgu teli ile lazer kaynağı kurma prosedürleri de otojen lazer kaynağına kıyasla karmaşıktı. Tutarlı kaynak kalitesi elde etmek için eklem yanlış hizalamalarının en aza indirilmesi gerekir. Dolgu telinin lazer kaynak havuzunun ön kenarına yerleştirilmesine yardımcı olmak için, dolgu telinin kaynağa doğru şekilde girmesini teşvik etmek için dolgu teli çapından biraz daha büyük bir boşluk önerilir. Tel çapından çok daha dar olan derz boşluklarına dolgu teli eklemek zordu. Genel olarak, bu işlem için anahtar deliğinin kenarına doğru telin hassas kontrolü esastır.
8 mm kalınlığında çelik üzerinde mevcut hibrit CO 2 lazer MAG kaynağı çalışması, hibrit işlemin, tek başına lazer ve dolgu teli ile lazer kaynağına kıyasla bağlantı boşluklarına karşı çok daha büyük bir toleransa sahip olduğunu göstermiştir. 0,3 mm'den büyük boşluklar, tek başına lazer işleminde üst boncuk batmasına ve ardından füzyon kaybına neden oldu. Hibrit CO 2 lazer MAG kaynak işlemi, kaynak ayarı yapılmadan B sınıfı (sıkı) kalite seviyesini korurken, 8 mm kalınlığında C-Mn çelikten kare kenar alın bağlantılarında 0 mm ile 1,4 mm (değişken veya sabit) arasındaki bağlantı boşluklarını barındırabilir. parametreler. 1,6 mm'ye kadar daha büyük boşluklar, tel besleme hızı artırılarak veya hareket hızı azaltılarak da tolere edilebilir. Hibrit lazer MAG kaynak işleminin bu büyük boşluk köprüleme kapasitesi, bu nedenle, bir dizi endüstriyel sektörde kenar hazırlama kalitesine ilişkin tolerans aralığını genişletmeli ve üretim kısıtlamalarını gevşetmeli ve ağır kesitler kullanan endüstrilerde özellikle ilgi çekici olmalıdır. 20 mm kalınlığa kadar çeliklerin kullanıldığı ve otojen lazer kaynağının gerektirdiği fit-up toleranslarının yerine getirilmesinin zor olduğu gemi yapımı gibi.
Bu projedeki çalışmalar ayrıca, hibrit kaynak işleminin otojen lazer kaynağına benzer bir hızda, ancak dolgu telli lazerden çok daha yüksek bir hızda gerçekleştirilebileceğini göstermiştir. 4kW lazer gücü ve 4kW MAG gücü ile, 8mm kalınlığındaki levha üzerinde 1.0m/dak'da tam nüfuz eden hibrit kaynaklar elde etmek mümkün olurken, aynı lazer gücünü kullanan dolgu teli ile lazer kaynağı için elde edilen maksimum hareket hızı 0.4m idi. /dk. Hibrit lazer MAG işleminin yüksek hareket hızı, kombine kaynak havuzundaki ark ve lazerin sinerjisinden kaynaklanıyor olabilir. Değişen boşlukların beklendiği üretim uygulamaları için, kaynak sürecini uyarlamalı olarak kontrol etmek için çevrimiçi boşluk ölçümü kullanan hibrit lazer ark işlemi düşünülmelidir.
Sonuçlar
Hibrit lazer ark kaynağı işleminin boşluk köprüleme kabiliyeti, tek bir kaynak havuzunda birleştirilmiş hızlı eksenel CO 2 lazer kullanılarak, 8 mm kalınlığında C-Mn çelikten alın derzlerinde, otojen lazer kaynağı ve dolgu teli ile lazer kaynağı ile karşılaştırılmıştır. MAG kaynak işlemi ile. Bu çalışmadan çıkarılan başlıca sonuçlar şunlardır:
Hibrit işlem, aynı iş parçası lazer gücü kullanılarak dolgu teli ile lazer kaynağından çok daha yüksek bir hızda gerçekleştirilebilir. B Sınıfı kaynaklar, hibrit CO2 lazer MAG kaynak işlemi kullanılarak 1.0m/dk'da üretilebilirken, dolgu teli ile lazer kaynak işlemi için elde edilen maksimum hareket hızı sadece 0.4m/dk idi.
Hibrit işlemin, otojen lazer kaynağından veya dolgu telli lazer kaynağından çok daha büyük bir boşluk köprüleme kapasitesi vardı. Hibrit işlemle, otojen lazer kaynak işleminin tolere ettiğinden dört kat daha geniş olan bağlantı boşluklarını benzer bir kaynak hızında kaynaklamak mümkün oldu. Hibrit kaynak kullanılırken kaynak parametrelerini değiştirmeden 1,4 mm'ye kadar boşluklu alın bağlantılarında kabul edilebilir kaynaklar üretilebilir. 1,6 mm'ye kadar daha büyük bağlantı boşlukları, diğer kaynak parametreleri değişmeden kalarak tel besleme hızı veya hareket hızı ayarlanarak da sağlanabilir.
MAG iten ve MAG çeken hibrit CO2 lazer ark konfigürasyonu arasında, iki işlem arasında bir ayrım olmadığı takdirde, kaynak geometrisi ve boşluk köprüleme kabiliyeti açısından önemli bir fark yoktu. Ancak, lazer ışınının çarpma noktaları ile MAG prosesi arasında bir ayrım yapıldığında, MAG çekme konfigürasyonu, MAG itme konfigürasyonundan daha derin penetrasyon sağladı ve kaynak geometrisi de farklıydı. MAG çekme konfigürasyonu kullanılarak üretilen kaynaklar, dar bir kök ve geniş bir başlık ile tipik 'şarap kadehi' şekilli kaynak profili sergilerken, MAG itme konfigürasyonu kullanılarak üretilen kaynaklar daha kama şekilli bir profile sahipti.
Hibrit kaynak işleminde, tel besleme hızı veya hareket hızı, bir yandan tutarlı bir kaynak kalitesini korurken, diğer yandan bağlantı boşluğundaki bir değişikliği telafi etmek için gerçek zamanlı bir uyarlamalı kontrol parametresi olarak potansiyel olarak kullanılabilir.
