השפעת צורת חריץ חיבור קת על ריתוך מרוכב בקשת לייזר של פלטות בינוניות ועבות

01 מהומפרק מרותך

חיבור מרותך מתייחס לחיבור שבו שני חלקי עבודה או יותר מחוברים באמצעות ריתוך. חיבור המרותך של ריתוך היתוך נוצר על ידי חימום מקומי ממקור חום בטמפרטורה גבוהה. חיבור המרותך מורכב מאזור היתוך (אזור ריתוך), קו היתוך, אזור מושפע חום ואזור מתכת בסיסית, כפי שמוצג באיור.

02 מהו חיבור קת?

מבנה ריתוך נפוץ הוא חיבור שבו שני חלקים מחוברים מרותכים באותו מישור או קשת במישור האמצעי של החיבור. המאפיינים הם חימום אחיד, כוח אחיד, וקל להבטיח את איכות הריתוך.

03 מהוחריץ ריתוך

על מנת להבטיח את החדירה והאיכות של חיבורי הריתוך, ולהפחית עיוות ריתוך, חיבורי החלקים המרותכים עוברים בדרך כלל עיבוד מקדים לצורות שונות לפני הריתוך. חריצי ריתוך שונים מתאימים לשיטות ריתוך ועובי ריתוך שונים. צורות חריץ נפוצות כוללות: בצורת I, בצורת V, בצורת U, בצורת V חד-צדדית וכו', כפי שמוצג באיור.

צורות חריץ נפוצות של מפרקי קת

04 השפעת צורת חריץ חיבור קת עלריתוך מרוכבים בקשת לייזר

ככל שעובי חומר העבודה המרותך עולה, השגת ריתוך חד-צדדי ועיצוב דו-צדדי של לוחות בינוניים ועבים (הספק לייזר <10 קילוואט) הופכת לעיתים קרובות למורכבת יותר. בדרך כלל, יש צורך לאמץ אסטרטגיות ריתוך שונות, כגון תכנון צורות חריצים מתאימות או שמירת פערי עגינה מסוימים, על מנת להשיג ריתוך של לוחות בינוניים ועבים. עם זאת, בריתוך ייצור בפועל, שמירת פערי עגינה תגביר את הקושי בריתוך מתקני הריתוך. לכן, תכנון החריץ הופך להיות קריטי במהלך תהליך הריתוך. אם תכנון החריץ אינו סביר, יציבות ויעילות הריתוך ייפגעו לרעה, והוא גם מגביר את הסיכון לפגמי ריתוך.

(1) צורת החריץ משפיעה ישירות על איכות תפר הריתוך. עיצוב חריץ מתאים יכול להבטיח כי מתכת חוט הריתוך תתמלא במלואה בתפר הריתוך, ובכך להפחית את התרחשותם של פגמי ריתוך.

(2) הצורה הגיאומטרית של החריץ משפיעה על אופן העברת החום, מה שיכול להנחות טוב יותר את החום, להשיג חימום וקירור אחידים יותר, ולעזור למנוע עיוות תרמי ומאמץ שיורי.

(3) צורת החריץ תשפיע על מורפולוגיית החתך של תפר הריתוך, ותוביל לכך שהמורפולוגיית החתך של תפר הריתוך תהיה תואמת יותר לדרישות ספציפיות, כגון עומק ורוחב חדירת הריתוך.

(4) צורת חריץ מתאימה יכולה לשפר את יציבות הריתוך ולהפחית תופעות של חוסר יציבות במהלך תהליך הריתוך, כגון התזות ופגמים בחיתוך.

כפי שמוצג באיור 3, חוקרים מצאו כי שימוש בריתוך קשת לייזר מרוכב (הספק לייזר 4 קילוואט) יכול למלא את החריץ בשתי שכבות ושני מעברים, ובכך לשפר ביעילות את יעילות הריתוך; ריתוך ללא פגמים של MnDR בעובי 20 מ"מ הושג באמצעות ריתוך קשת לייזר מרוכב תלת-שכבתי (הספק לייזר של 6 קילוואט); ריתוך קשת לייזר מרוכב שימש לריתוך פלדה דלת פחמן בעובי 30 מ"מ בשכבות ומעברים מרובים, והמורפולוגיה של חתך הרוחב של החיבור המרותך הייתה יציבה וטובה. בנוסף, חוקרים מצאו כי רוחב החריצים המלבניים וזווית החריצים בצורת Y משפיעים באופן משמעותי על אפקט האילוץ המרחבי. כאשר רוחב החריץ המלבני הוא≤4 מ"מ וזווית החריץ בצורת Y היא≤60 °, מורפולוגיית החתך של תפר הריתוך מראה סדקים מרכזיים וחריצים בדופן הצדדית, כפי שמוצג באיור.

השפעת צורת החריץ על מורפולוגיית חתך הרוחב של ריתוכים

השפעת רוחב וזווית החריץ על מורפולוגיית חתך הרוחב של ריתוכים

05 סיכום

בחירת צורת החריץ צריכה לקחת בחשבון באופן מקיף את דרישות משימת הריתוך, מאפייני החומר ומאפייני תהליך ריתוך הקומפוזיט בקשת לייזר. תכנון חריץ נכון יכול לשפר את יעילות הריתוך ולהפחית את הסיכון לפגמים בריתוך. לכן, בחירת ותכנון צורת החריץ הם גורם מפתח לפני ריתוך קומפוזיט בקשת לייזר של לוחות בינוניים ועבים.