تأثير شكل أخدود الوصلة التناكبية على اللحام المركب بالقوس الليزري للوحة المتوسطة والسميكة

01 ما هووصلة ملحومة

يشير الوصل الملحوم إلى الوصلة التي يتم فيها توصيل قطعتين أو أكثر من قطع العمل عن طريق اللحام. يتم تشكيل الوصلة الملحومة للحام الانصهار عن طريق التسخين المحلي من مصدر حرارة عالي الحرارة. تتكون الوصلة الملحومة من منطقة الانصهار (منطقة اللحام)، وخط الانصهار، والمنطقة المتأثرة بالحرارة، ومنطقة المعدن الأساسي، كما هو موضح في الشكل.

02 ما هو مفصل بعقب

هيكل اللحام الشائع الاستخدام هو مفصل حيث يتم لحام جزأين مترابطين في نفس المستوى أو القوس في المستوى الأوسط للمفصل. السمة هي التسخين الموحد والقوة الموحدة وسهولة ضمان جودة اللحام.

03 ما هوأخدود اللحام

من أجل ضمان الاختراق وجودة الوصلات الملحومة، وتقليل تشوه اللحام، تتم معالجة مفاصل الأجزاء الملحومة بشكل عام إلى أشكال مختلفة قبل اللحام. أخاديد اللحام المختلفة مناسبة لطرق اللحام المختلفة وسمك اللحام. تشمل أشكال الأخدود الشائعة: على شكل I، على شكل V، على شكل U، على شكل حرف V أحادي الجانب، وما إلى ذلك، كما هو موضح في الشكل.

أشكال الأخدود المشتركة للمفاصل بعقب

04 تأثير شكل أخدود المفصل الخلفي علىاللحام المركب بالقوس الليزري

مع زيادة سمك قطعة العمل الملحومة، غالبًا ما يصبح تحقيق اللحام أحادي الجانب والتشكيل المزدوج للألواح المتوسطة والسميكة (طاقة الليزر أقل من 10 كيلو واط) أكثر تعقيدًا. عادة، يجب اعتماد استراتيجيات لحام مختلفة، مثل تصميم أشكال الأخدود المناسبة أو حجز فجوات إرساء معينة، من أجل تحقيق لحام الألواح المتوسطة والسميكة. ومع ذلك، في لحام الإنتاج الفعلي، فإن حجز فجوات الإرساء سيزيد من صعوبة تركيبات اللحام. لذلك، يصبح تصميم الأخدود أمرًا بالغ الأهمية أثناء عملية اللحام. إذا كان تصميم الأخدود غير معقول، فسوف يتأثر استقرار وكفاءة اللحام سلبًا، كما أنه يزيد من خطر عيوب اللحام.

(1) يؤثر شكل الأخدود بشكل مباشر على جودة خط اللحام. تصميم الأخدود المناسب يمكن أن يضمن ملء سلك اللحام المعدني بالكامل في خط اللحام، مما يقلل من حدوث عيوب اللحام.

(2) يؤثر الشكل الهندسي للأخدود على طريقة نقل الحرارة، مما يمكن أن يوجه الحرارة بشكل أفضل، ويحقق تسخين وتبريد أكثر تجانسًا، ويساعد على تجنب التشوه الحراري والإجهاد المتبقي.

(3) سيؤثر شكل الأخدود على شكل المقطع العرضي لدرزة اللحام، وسيؤدي إلى أن يكون شكل المقطع العرضي لدرزة اللحام أكثر انسجامًا مع المتطلبات المحددة، مثل عمق اختراق اللحام وعرضه.

(4) يمكن أن يؤدي شكل الأخدود المناسب إلى تحسين استقرار اللحام وتقليل الظواهر غير المستقرة أثناء عملية اللحام، مثل الرش وعيوب التقويض.

كما هو مبين في الشكل 3، وجد الباحثون أن استخدام اللحام المركب بقوس الليزر (طاقة الليزر 4 كيلو واط) يمكن أن يملأ الأخدود في طبقتين وممرتين، مما يحسن كفاءة اللحام بشكل فعال؛ تم تحقيق لحام خالٍ من العيوب بسمك MnDR يبلغ 20 مم باستخدام لحام مركب بقوس الليزر ثلاثي الطبقات (قوة ليزر تبلغ 6 كيلو وات)؛ تم استخدام اللحام المركب بقوس الليزر في لحام الفولاذ منخفض الكربون بسمك 30 مم في طبقات وممرات متعددة، وكان الشكل المقطعي للمفصل الملحوم مستقرًا وجيدًا. بالإضافة إلى ذلك، وجد الباحثون أن عرض الأخاديد المستطيلة وزاوية الأخاديد على شكل Y لهما تأثير كبير على تأثير القيد المكاني. عندما يكون عرض الأخدود المستطيل≥4 مم وزاوية الأخدود على شكل حرف Y هي≥60 °، يُظهر شكل المقطع العرضي لدرزة اللحام شقوقًا مركزية وشقوقًا جانبية في الجدار، كما هو موضح في الشكل.

تأثير شكل الأخدود على شكل المقطع العرضي للحامات

تأثير عرض الأخدود والزاوية على مورفولوجيا المقطع العرضي للحامات

05 ملخص

يحتاج اختيار شكل الأخدود إلى النظر بشكل شامل في متطلبات مهمة اللحام وخصائص المواد وخصائص عملية اللحام المركب بقوس الليزر. تصميم الأخدود المناسب يمكن أن يحسن كفاءة اللحام ويقلل من مخاطر عيوب اللحام. ولذلك، فإن اختيار وتصميم شكل الأخدود هو عامل رئيسي قبل اللحام المركب بقوس الليزر للألواح المتوسطة والسميكة.