01 Introduction: Welding thick-walled components is a critical step in the manufacturing of devices designed for extreme operating conditions, such as those used in controlled fusion. Conventional autogenous laser welding struggles to maintain the dynamic equilibrium of deep weld pools, while laser welding with wire feeding faces efficiency bottlenecks-such as unstable wire delivery and limited single-layer deposition height. To meet the urgent need for high-quality, high-efficiency thick-plate welding technology, this study proposes a pre-filled narrow-gap laser oscillation welding method. This technique replaces dynamic wire feeding with pre-filled strips, ingeniously combining the high efficiency of high-power (>10 কিলোওয়াট) অটোজেনাস লেজার ওয়েল্ডিং যাতে সরু-গ্যাপ ফিল ওয়েল্ডিংয়ের স্তরযুক্ত জমা সুবিধা রয়েছে। অধ্যয়নটি অতি-গভীর ওয়েল্ড পুল (একটি পাসে 15 মিমি ছুঁয়েছে) এবং সরু-গ্যাপ সাইডওয়ালের মধ্যে জটিল থার্মোফিজিকাল মিথস্ক্রিয়া তদন্ত করে, যে প্রক্রিয়াগুলিকে প্রকাশ করে যার মাধ্যমে লেজার দোলন পরামিতিগুলি ওয়েল্ড পুল প্রবাহ এবং সাইডওয়াল ফিউশন আচরণকে নিয়ন্ত্রণ করে৷ শেষ পর্যন্ত, এই পদ্ধতিটি সফলভাবে 70 মিমি পুরু 316LN স্টেইনলেস স্টীল প্লেটের ত্রুটিমুক্ত ঢালাই- অর্জন করেছে, উচ্চ গুণমান নিশ্চিত করার সাথে সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে উত্পাদন দক্ষতা বৃদ্ধি করেছে।
একটি অতি-সংকীর্ণ 2.5 মিমি ব্যবধানের মধ্যে একটি 15 মিমি গভীর ওয়েল্ড পুল পর্যবেক্ষণের শারীরিক সীমাবদ্ধতাগুলি কাটিয়ে উঠতে, গবেষণা দল কাস্টম-একটি পার্শ্ব তৈরি করেছে-ভিজ্যুয়াল পরিদর্শন প্ল্যাটফর্ম (একটি GG17 গ্লাস স্যান্ডউইচ কাঠামো ব্যবহার করে) (চিত্র এবং পাউডারের অংশবিশেষ প্রযুক্তি){6} (চিত্র. 2)। এটি গবেষকদের ওয়েল্ড পুলের মধ্যে ম্যাক্রোস্কোপিক তরল গতিবিদ্যা এবং ক্ষণস্থায়ী ফিউশন আচরণকে স্পষ্টভাবে ট্র্যাক করতে সক্ষম করেছে।
ক্রস-বিভাগীয় মাইক্রোগ্রাফ স্পষ্টভাবে দোলন প্রশস্ততার গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা প্রদর্শন করে (চিত্র. 3)। দোলন ছাড়া বা একটি ছোট প্রশস্ততা (1.2 মিমি) সহ, তাপ কার্যকরভাবে পার্শ্বীয়ভাবে স্থানান্তরিত করা যায় না, যার ফলে পার্শ্বওয়ালের অভাব-ফিউশন (LOF) ত্রুটির হার 37.28% পর্যন্ত হয়। যাইহোক, যখন দোলন প্রশস্ততা 1.8 মিমি অপ্টিমাইজ করা হয়, লেজার শক্তি সমানভাবে পার্শ্বওয়ালে বিতরণ করা হয়; ওয়েল্ড ক্রস-বিভাগটি একটি "নখ-মাথা" আকৃতি থেকে বিস্তৃত "আয়তক্ষেত্রাকার" আকৃতিতে স্থানান্তরিত হয় এবং LOF ত্রুটির হার 0% এ নেমে যায়।
অ-{0}}দোলক লেজার ঢালাইয়ে, ওয়েল্ড পুলটি কেবল সংকীর্ণ এবং দ্রুত শীতল হওয়ার বিষয় নয়, তবে অভ্যন্তরীণ কীহোলটি ঘন ঘন প্রসারণ এবং সংকোচনের দ্বারা চিহ্নিত একটি অত্যন্ত অস্থির অবস্থায়ও বিদ্যমান। সারফেস টান (ম্যারাঙ্গোনি ইফেক্ট) দ্বারা চালিত, গলিত ধাতু অপ্রতিসম, পক্ষপাতদুষ্ট প্রবাহের জন্য অত্যন্ত প্রবণ। এই অনিয়ন্ত্রিত একতরফা প্রবাহের ফলে শেষ পর্যন্ত ওয়েল্ডের একপাশে ভাল ফিউশন হয়, অন্যদিকে অনিবার্যভাবে পার্শ্বওয়ালের গুরুতর অভাব-এর-ফিউশন ত্রুটি ঘটায় (চিত্র 4)।
নিম্ন দোলন পরামিতি অপর্যাপ্ত পার্শ্বীয় তাপ ইনপুট এবং অপ্রতিসম জোড় পুল প্রবাহের ফলে। যখন প্যারামিটারগুলি 1.8 মিমি এর প্রশস্ততা এবং 40 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সিতে অপ্টিমাইজ করা হয়, তখন লেজারের পার্শ্বীয় হিটিং জোন কার্যকরভাবে প্রসারিত হয়, যার ফলে ওয়েল্ড পুলের জ্যামিতি "সংকীর্ণ এবং গভীর" থেকে "প্রশস্ত এবং অগভীর" (বর্ধিত প্রস্থ এবং দৈর্ঘ্য হ্রাস) তে স্থানান্তরিত হয়। যদিও উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি দোলন কিছু স্প্যাটারকে প্ররোচিত করে, এই ব্যবস্থাটি কীহোল এবং ওয়েল্ড পুলের সামগ্রিক স্থায়িত্বকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে এবং সাইডওয়াল ভেজানোর উন্নতি করে, শেষ পর্যন্ত ওয়েল্ড সীম এবং সাইডওয়ালের মধ্যে কার্যকর ফিউশন নিশ্চিত করে (চিত্র. 5)।
চিত্র 6 একটি সম্পূর্ণ দোলন চক্র জুড়ে ওয়েল্ড পুলের ক্রস-বিভাগীয় রূপবিদ্যার গতিশীল বিবর্তন পরিচালনায় দোলন প্রশস্ততার সিদ্ধান্তমূলক ভূমিকাকে স্পষ্টভাবে চিত্রিত করে। কম দোলন প্রশস্ততায়, উচ্চ ঘনীভূত লেজার শক্তি একটি সরু-নিচের, শঙ্কুযুক্ত ওয়েল্ড পুল তৈরি করে; সাইডওয়ালগুলি প্রাথমিকভাবে সীমিত তাপ পরিবাহনের মাধ্যমে তাপ গ্রহণ করে, যার ফলে অপ্রতিসম কাত হয় এবং-ফিউশন ত্রুটির- অভাব হয়। দোলন প্রশস্ততা বৃদ্ধির সাথে সাথে, পূর্বে রাখা প্লেট এবং সাইডওয়ালের মধ্যে ইন্টারফেসে তাপ গতিশীলভাবে জমা হয়, যার ফলে ওয়েল্ড পুলের ভিত্তিটি একটি U- আকারে প্রশস্ত হয়। একটি অপ্টিমাইজ করা, বৃহত্তর দোলন প্রশস্ততার অধীনে, লেজারের শক্তি ট্রান্সভার্স দিকে অভিন্নভাবে পুনরায় বিতরণ করা হয়, উল্লেখযোগ্যভাবে সাইডওয়াল ভেজা এবং অনুপ্রবেশ গভীরতা বৃদ্ধি করে। অধিকন্তু, একটি সম্পূর্ণ বাম-ডান দোলন চক্র জুড়ে (T0 থেকে T0 + 16 ms), ওয়েল্ড পুল-সরাসরি বিকিরণ এবং তাপ পরিবাহনের সম্মিলিত প্রভাবের দ্বারা চালিত-তাপীয় ল্যাগকে অতিক্রম করে এবং ক্রমাগত তাপ জমা করে; এটি রশ্মির গতিবিধির সাথে সমন্বয় সাপেক্ষে উভয় দিকের দিকে পর্যায়ক্রমে প্রসারিত হয়, শেষ পর্যন্ত একটি নিখুঁত সেন্ট্রোসিমেট্রিক রূপবিদ্যা প্রতিষ্ঠা করে।
এই অধ্যয়নটি একটি পূর্ব-ভরা সংকীর্ণ-গ্যাপ লেজার দোলন ঢালাই কৌশল প্রস্তাব করে এবং পদ্ধতিগতভাবে যাচাই করে। এটি ব্যাপকভাবে সেই প্রক্রিয়াগুলি বিশ্লেষণ করে যার মাধ্যমে লেজার দোলন অভ্যন্তরীণ থার্মোডাইনামিক এবং তরল-অতি-গভীর গলিত পুলের গতিশীল আচরণকে পুনর্নির্মাণ করে, যা নিম্নলিখিত মূল উপসংহারের দিকে নিয়ে যায়: 1. দোলন অত্যন্ত ঘনীভূত শক্তির{6} একক ঘনীভূত শক্তিকে ব্যাহত করে{6} উত্স, উল্লেখযোগ্যভাবে শীর্ষ শক্তি ঘনত্ব হ্রাস (1067 J/mm² থেকে 772.9 J/mm²)। এই একজাতকরণ এবং শক্তির পুনঃবন্টন মৌলিকভাবে ঢালাই কেন্দ্রে অতিরিক্ত তাপ ইনপুট প্রতিরোধ করে যখন পার্শ্বওয়ালের সীমানায় স্থানীয় তাপ সঞ্চয়নকে যথেষ্ট পরিমাণে বৃদ্ধি করে{10}} দোলন পরামিতিগুলির দ্বারা উত্পন্ন তীব্র যান্ত্রিক আলোড়ন প্রভাব (ফ্রিকোয়েন্সি: 40 Hz; 8 মিমি: 8 মিমি ফ্লো সফলভাবে)। সীমাবদ্ধতা পৃষ্ঠ টান দ্বারা আধিপত্য. গলিত পুলের প্রবাহ একটি বিশৃঙ্খল, অত্যন্ত প্রবণ-থেকে-অসমম্যাট্রিক অবস্থা থেকে একটি ক্রমাগত, প্রতিসম, এবং জোরালো সংবহনশীল মোডে রূপান্তরিত হয়, যা রেডিয়াল স্কোরিং এবং উচ্চ-তাপমাত্রাযুক্ত তরল ধাতুর পরিবহণকে ত্বরান্বিত করে{16}} উভয় দিকের একটি উইন্ডো ডিফেক্টাল উইন্ডোর দিকে দমন-কে 1 এর চেয়ে কম বা 2A/D এর সমান হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে 1.5 এর চেয়ে কম বা সমান (যেখানে A হল দোলন প্রশস্ততা এবং D হল ফাঁক প্রস্থ)-কঠোরভাবে উদ্ভূত এবং যাচাই করা হয়েছিল। এই উইন্ডোটি ঢালাই প্রক্রিয়ায় ব্যতিক্রমী দৃঢ়তা প্রদান করে; এই পরিসরের মধ্যে, প্রক্রিয়াটি কার্যকরভাবে সরঞ্জামের কম্পন বা সমাবেশের ত্রুটির কারণে সৃষ্ট বিচ্যুতিগুলিকে মিটমাট করতে পারে, পার্শ্বওয়ালগুলিতে নিখুঁত 100% ফিউশন নিশ্চিত করে।
