Автоматичне зварювання, 2024, №04



2024 №04 (01)

DOI of Article 10.37434/as2024.04.02

2024 №04 (03)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 4, 2024, с. 15-23

Вплив випромінювання твердотільного лазера на процес імпульсно-дугового зварювання алюмінієвого сплаву 1561

Y. Zhao, X. Wang, Z. Liu, V. Khaskin

Ключова лабораторія передових технологій зварювання провінції Гуандун, Китайсько-український інститут зварювання, Академія наук Гуандуну, Гуанчжоу, 510650, Китай. E-mail: 13826482032@163.com

Проаналізовано результати зварювання алюмінієвого сплаву 1561 товщиною 6 мм імпульсною дугою з плавким електродом (P-MIG) із додаванням сфокусованого випромінювання Nd:YAG-лазера і без нього. При лазер-P-MIG зварюванні вплив дугового джерела енергії сприяє покращенню поглинання лазерного випромінювання і якісному формуванню підсилення шва, а вплив лазерного джерела призводить до збільшення глибини проплавлення за рахунок утворення парогазового каналу (keyhole) і до зменшення густини струму анодної області дуги на електродному дроті, що зменшує викиди зварювальних аерозолів. Визначено фактори впливу на ефективність дії лазерного випромінювання при лазерP-MIG зварюванні. Показано, що підвищення потужності лазерного випромінення призводить до зростання напруги на дузі із одночасним зменшенням зварювального струму. Формування якісних швів P-MIG зварюванням сплаву 1561 потребує погонної енергії 4,5…5,0 кДж/см, при цьому утворюється регулярна структура металу швів із дендритним параметром 13…15 мкм і міцністю з’єднань 90…92 % міцності основного металу. Введення в процес зварювання сфокусованого випромінювання Nd:YAG-лазера потужністю 3,0 кВт дозволяє приблизно вдвічі зменшити погонну енергію, за рахунок чого дендритний параметр зменшується до 10 мкм, а міцність з’єднань збільшується до 93…96 % міцності основного металу. Бібліогр. 17, табл. 3, рис. 8.
Ключові слова: алюмінієвий сплав, імпульсне зварювання дугою з плавким електродом (P-MIG), випромінювання Nd:YAG-лазера, режими, зварювальні аерозолі, структури, міцність

Надійшла до редакції 30.04.2024
Отримано у переглянутому вигляді 04.06.2024
Прийнято 29.07.2024

Список літератури

1. Benedyk, J.C. (2010) 3 – Aluminum alloys for lightweight automotive structures, Ed. by P.K. Mallick. In: Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering, Materials, Design and Manufacturing for Lightweight Vehicles, Woodhead Publishing, 79–113. DOI: https://doi.org/10.1533/9781845697822.1.79
2. Sun, Y. (2023) The use of aluminum alloys in structures: Review and outlook. Structures, Vol. 57(5), 105290. DOI: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.105290
3. Hung, F.-S. (2020) Design of lightweight aluminum alloy building materials for corrosion and wear resistance. Emerging Materials Research, 9(3), 750–757. DOI: https://doi.org/10.1680/jemmr.19.00177
4. Ambriz, R.R., Mayagoitia, V. (2011) Welding of Aluminum Alloys. In: Book: Recent Trends in Processing and Degradation of Aluminium Alloys, Ed. by Prof. Zaki Ahmad, 516, 63–86. DOI: https://doi.org/10.5772/18757
5. Khaskin, V.Y. (2013) Development of laser welding of aluminium alloys at the E.O. Paton Electric Welding Institute. The Paton Welding J., 5, 51–55.
6. Bushma, A.I. (2015) State-of-the-art of hybrid laser-plasma welding (Review). The Paton Welding J., 8, 18–25. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2015.08.04
7. Bunaziv, I., Akselsen, O. M., Salminen, A., Unt, A. (2016) Fiber laser-MIG hybrid welding of 5 mm 5083 aluminum alloy. J. Materials Proc. Technology, 233, 107–114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.02.018
8. Sánchez-Amaya, J. M., Pérez, T. D., Rovira, L. G., Botana, J. (2009) Laser welding of aluminium alloys 5083 and 6082 under conduction regime. Appl. Surface Sci., 255(23), 9512–9521. DOI: https://doi.org/0.1016/j.apsusc.2009.07.081
9. Jiang, Z., Hua, X., Huang, L. et al. (2018) Double-sided hybrid laser-MIG welding plus MIG welding of 30-mm-thick aluminium alloy. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 97, 903–913. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-018-1997-7
10. Babych, O.A., Korzhyk, V.M., Grynyuk, А.А. et al. (2020) Hybrid welding of aluminium 1561 and 5083 alloys using plasma-arc and consumable electrode arc (Plasma-MIG). The Paton Welding J., l, 7, 11–22. DOI: https://doi.org/10.37434/tpwj2020.07.02
11. Krivtsun, I.V., Khaskin, V.Yu., Korzhik, V.N., Luo, Ziyi (2015) Industrial application of hybrid laser-arc welding (Review). The Paton Welding J., 7, 41–46. DOI: https://doi.org/10.15407/tpwj2015.07.07
12. (2018) Encyclopedia of Aluminum and Its Alloys, 2 Vols. Ed. by G. E. Totten et al., 1st Edition. – Boca Raton, CRC Press, 1232 р. DOI: https://doi.org/10.1201/9781351045636
13. DuPont, J. N., Marder, A. R. (1995) Thermal efficiency of arc welding processes. Welding J., 74, 406–416.
14. Hälsig, A., Mayr, P. (2013) Energy balance study of gas-shielded arc welding processes. Welding in the World, Le Soudage dans le Monde, 57(5). DOI: https://doi.org/10.1007/s40194-013-0073-z
15. De Oliveira, A.F.M., dos S. Magalhães, E., dos S. Paes, L.E. et al. (2023) A thermal analysis of laser beam welding using statistical approaches. Processes, 11(7). DOI: https://doi.org/10.3390/pr11072023
16. Levchenko, O.G., Mashin, V.S. (2003) Sanitary-hygienic characteristic of process of consumable electrode inert-gas welding of AMg6 aluminium alloy. The Paton Welding J., 1, 46–48.
17. Cole, H., Epstein, S., Peace, J. (2007) Particulate and gaseous emissions when welding aluminum alloys. J. of Occupational and Environmental Hygiene, 4(9). DOI: https://doi.org/10.1080/15459620701516162

---

Реклама в цьому номері:

---