01 Giấy giới thiệu
Nghiên cứu này đi sâu vào tác động quyết định của góc hàn, một thông số quy trình quan trọng, đến chất lượng hàn trong quá trình hàn lai-MAG laser của thép tấm tàu cường độ cao AH36 dày 14 mm-. Kỹ thuật hàn truyền thống phải đối mặt với những thách thức như vùng ảnh hưởng nhiệt-quá lớn, biến dạng hàn và khó kiểm soát cấu trúc vi mô khi xử lý vật liệu tấm dày. Công nghệ hàn lai laser{7}}MAG, thông qua tác động tổng hợp của tia laser và hồ quang, có thể cải thiện chất lượng hàn một cách hiệu quả, đặc biệt là sau khi phổ biến các tia laser công suất cao-, cho thấy tiềm năng lớn trong hàn tấm dày hiệu quả. Mặc dù chế độ được dẫn hướng bằng laser có những ưu điểm so với chế độ được dẫn hướng bằng hồ quang, chẳng hạn như độ xuyên sâu hơn và độ ổn định của hồ quang, khi hàn tấm dày, nhưng các thông số quy trình không phù hợp (ví dụ: góc hàn) vẫn có thể dẫn đến các khuyết tật như vết bắn, sập và bướu phía sau. Những thay đổi nhỏ trong góc hàn có thể ảnh hưởng đáng kể đến trạng thái động của bể nóng chảy, độ ổn định của lỗ khóa và chất lượng hình thành mối hàn cuối cùng.
Do đó, nghiên cứu này tập trung vào sự thay đổi của các góc hàn, sử dụng-chụp ảnh tốc độ cao và phương pháp "bánh sandwich" để quan sát trạng thái động của vũng nóng chảy và lỗ khóa trong thời gian thực, kết hợp với phân tích tín hiệu điện, nhằm mục đích tiết lộ một cách có hệ thống tác động của các góc hàn khác nhau lên sự hình thành mối hàn, dòng chảy của vũng nóng chảy, hành vi lỗ khóa và cơ chế hình thành khuyết tật (sụp đổ, bướu, bắn tung tóe), cung cấp hướng dẫn lý thuyết để tối ưu hóa các quy trình hàn lai MAG laser-công suất cao{2}}MAG.
Hình 02 minh họa các thông số cố định cho quá trình hàn là: công suất laser 10,5kW, tốc độ hàn 1,8m/phút, tốc độ cấp dây 12m/phút, với-khe hở mặt bích được cài đặt trước là 0,5mm. Trong quá trình hàn, khí bảo vệ được sử dụng bao gồm 80% Ar và 20% CO2, tốc độ dòng chảy 15L/phút. Hình 1 thể hiện sơ đồ của quá trình hàn. Thí nghiệm chủ yếu thay đổi góc giữa tia laser và hướng hàn, thiết kế bốn cách sắp xếp góc, xác định góc giữa tia laser và hướng hàn là , và góc giữa hồ quang và tia laser là , với các góc nguồn nhiệt hàn được thiết lập như trên Hình 2.
Hình 3 cho thấy hình thái vĩ mô và hình thái mặt cắt ngang tương ứng-của mối hàn tổng hợp MAG-laser ở các góc hàn khác nhau. Khi góc hàn là 75 độ, chất lượng hình thành mối hàn kém, mặt trước của mối hàn hiển thị dạng răng rộng-hẹp{6}}rộng rộng định kỳ, trong khi mặt sau có các bướu nhỏ và liên tục. Khi góc hàn tăng lên 82,5 độ, chất lượng hình thành mối hàn là tối ưu, với mặt trước đầy đủ và mặt sau liên tục không có bướu, tạo thành hình dạng chiếc cốc điển hình. Việc tăng thêm góc hàn lên 88,75 độ sẽ dẫn đến sự sụp đổ không liên tục một phần ở mặt trước của mối hàn, với một vài bướu nhỏ ở mặt sau. Khi góc hàn đạt tới 97,5 độ, mặt trước của mối hàn có hiện tượng lõm hoàn toàn định kỳ với sự lấp đầy không đồng đều, trong khi các bướu lớn hơn hình thành ở mặt sau.
Dựa trên phương pháp 'bánh sandwich' cải tiến, một-máy ảnh tốc độ cao đã được sử dụng để quan sát hoạt động động của lỗ khóa hàn lai-MAG laser trong thời gian thực từ bên cạnh. Ở góc hàn 75 độ, lỗ khóa thể hiện một quá trình động tuần hoàn, đặc trưng bởi việc đóng mở lại theo dáng đi. Sự phát triển, tách rời và hình thành lại các giọt nước tương tác với hoạt động của lỗ khóa.
