01 논문소개
본 연구에서는 두께 14mm AH36 고강도 선박용 강판의 레이저-MAG 하이브리드 용접 시 주요 공정 매개변수인 용접 각도가 용접 품질에 결정적인 영향을 미치는 것에 대해 조사합니다. 기존 용접 기술은 지나치게 큰 열-영향부, 용접 변형, 두꺼운 판재를 다룰 때 미세 구조 제어의 어려움 등의 문제에 직면해 있습니다. 레이저-MAG 하이브리드 용접 기술은 레이저와 아크의 시너지 효과를 통해 특히 고출력 레이저의 대중화 이후 용접 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있어 효율적인 후판 용접에서 큰 잠재력을 보여줍니다. 레이저-유도 모드는 후판 용접에서 더 깊은 관통력과 아크 안정성과 같은 아크-유도 모드에 비해 장점이 있지만 부적절한 공정 매개변수(예: 용접 각도)는 여전히 스패터, 붕괴, 백혹과 같은 결함을 유발할 수 있습니다. 용접 각도의 사소한 변화는 용융 풀의 동적 거동, 키홀 안정성 및 최종 용접 형성 품질에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
따라서 이 연구에서는 고속 사진 촬영과 "샌드위치" 방법을 사용하여 용융 풀과 열쇠 구멍의 동적 거동을 실시간으로 관찰하고 전기 신호 분석과 결합하여 용접 각도의 변화에 초점을 맞췄습니다. 용접 형성, 용융 풀 흐름, 열쇠 구멍 동작 및 결함(붕괴, 험프, 스패터) 형성 메커니즘에 대한 다양한 용접 각도의 영향을 체계적으로 밝히고 고출력 레이저-MAG 최적화를 위한 이론적 지침을 제공하는 것을 목표로 합니다. 하이브리드 용접 공정.
그림 02는 용접 공정의 고정 매개변수가 레이저 출력 10.5kW, 용접 속도 1.8m/분, 와이어 공급 속도 12m/분, 사전 설정된 맞대기 간격이 0.5mm인-것을 보여줍니다. 용접 시 사용되는 보호 가스는 Ar 80%, CO2 20%로 구성되며 유량은 15L/min입니다. 그림 1은 용접 공정의 개략도를 보여줍니다. 실험에서는 주로 레이저와 용접 방향 사이의 각도를 변경하여 4개의 각도 배열을 설계하고 레이저와 용접 방향 사이의 각도를 로 정의하고 아크와 레이저 사이의 각도를 로 정의하고 용접 열원 각도를 그림 2와 같이 설정했습니다.
그림 3은 다양한 용접 각도에서 레이저-MAG 복합 용접의 거시적 형태와 해당 -단면 형태를 보여줍니다. 용접 각도가 75도이면 용접 형성 품질이 좋지 않습니다. 용접 전면에는 주기적으로 넓은-좁은-넓은 톱니 패턴이 나타나는 반면 후면에는 작고 연속적인 돌기가 있습니다. 용접 각도가 82.5°로 증가하면 용접 형성 품질이 최적이 되며 전면이 완전하고 험프가 없는 연속 후면이 전형적인 잔 모양을 나타냅니다. 용접 각도를 88.75도로 더 늘리면 용접 전면에 부분적인 불연속 붕괴가 발생하고 후면에 몇 개의 작은 혹이 발생합니다. 용접 각도가 97.5도에 도달하면 용접 전면에 주기적으로 오목한 -충진 현상이 나타나고 뒷면에는 더 큰 혹이 형성됩니다.
개선된 '샌드위치' 방법을 기반으로 고속-카메라를 사용하여 레이저-MAG 하이브리드 용접 키홀의 동적 거동을 측면에서 실시간으로 관찰했습니다. 75도의 용접 각도에서 열쇠 구멍은 보행 시 다시 열리고 닫히는 것을 특징으로 하는 주기적인 동적 과정을 나타냈습니다. 물방울의 성장, 분리 및 재형성은 열쇠 구멍의 동작과 상호 작용합니다.
