01 ভূমিকা
উচ্চ গতির ট্রেন, জাহাজ নির্মাণ, এবং শক্তি সরঞ্জামের মতো বড় উপাদান তৈরিতে, পুরু প্লেট ঢালাই অন্যতম প্রধান প্রক্রিয়া। যাইহোক, ঢালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন মেশিনিং নির্ভুলতা, সমাবেশের ত্রুটি এবং তাপীয় বিকৃতির সীমাবদ্ধতার কারণে, ঝালাই ফাঁক প্রায়ই পরিবর্তিত হয়। যখন প্লেটের মধ্যে ব্যবধান ছোট হয়, তখন অসম্পূর্ণ অনুপ্রবেশ বা শিকড়ের ঢেউ ঘটার সম্ভাবনা থাকে, যেখানে বড় ব্যবধানের ফলে জোড় ভেঙে পড়ে। বর্তমান গবেষণা বেশিরভাগ ধ্রুবক ফাঁক অবস্থার উপর ভিত্তি করে, এবং পরিবর্তনশীল ফাঁক সঙ্গে ঢালাই উপর গবেষণা তুলনামূলকভাবে অভাব আছে. বিশেষ করে, লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং-এ, ছোট ফাঁকের অধীনে লহর দমন এবং বড় ফাঁকের মধ্যে ভাল ব্রিজিং ক্ষমতা উভয়ই অর্জন করা ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে একটি চ্যালেঞ্জ হিসাবে রয়ে গেছে। এই অধ্যয়নটি 12 মিমি- পুরু আবহাওয়ার ইস্পাতকে কেন্দ্র করে, পরিবর্তনশীল ফাঁক অবস্থার অধীনে দোদুল্যমান লেজার-আর্ক হাইব্রিড ঢালাইয়ের সময় ঢালাই গঠন এবং ত্রুটি দমন প্রক্রিয়া স্পষ্ট করার লক্ষ্যে, পরিবর্তনশীল ফাঁক সহ পুরু প্লেট ঢালাইয়ের জন্য তাত্ত্বিক এবং প্রক্রিয়া সমর্থন প্রদান করে, এবং শিল্প প্রয়োগের আরও প্রচার-প্রচারণা। হাইব্রিড ঢালাই প্রযুক্তি।
02 সম্পূর্ণ টেক্সট ওভারভিউ
এই সমীক্ষাটি মোটা স্টিল প্লেট ভেরিয়েবল-গ্যাপ লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং-এ রুট হাম্প এবং অপর্যাপ্ত ব্রিজিং ক্ষমতার চ্যালেঞ্জগুলিকে মোকাবেলা করে এবং পদ্ধতিগতভাবে তদন্ত করে যার মাধ্যমে দোদুল্যমান লেজারগুলি ঢালাই প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে৷ পরীক্ষামূলক ভিত্তি উপাদান ছিল 12 মিমি পুরু S355J2W আবহাওয়া ইস্পাত। একটি হাইব্রিড ওয়েল্ডিং সিস্টেম একটি TruDisk-10002 ফাইবার লেজার (সর্বোচ্চ শক্তি 10 কিলোওয়াট, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1070 এনএম) ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছিল আর্ক ওয়েল্ডিং সরঞ্জামের সাথে, একটি ক্রমাগত পরিবর্তিত অ্যাসেম্বলি গ্যাপ (0 - 3 মিমি) সহ সমগ্র সিমুল ওয়েল্ড{7} সীমার সাথে সেট করা হয়েছিল সাধারণত প্রকৃত উত্পাদন সম্মুখীন হয়. গবেষণার সময়, লেজারের শক্তি (6.5 কিলোওয়াট), ঢালাই গতি (16 মিমি/সেকেন্ড), এবং তারের ফিডের গতি (10 মি/মিনিট) স্থির রাখা হয়েছিল, পরীক্ষায় মূল নিয়ন্ত্রিত ভেরিয়েবল হিসাবে লেজার দোলন পরামিতি (প্রশস্ততা, ফ্রিকোয়েন্সি)। উচ্চ গতির ফটোগ্রাফি ঢালাইয়ের সামনে এবং পিছনের দিকে গলিত পুলের আচরণ এবং আর্ক আকারবিদ্যা সিঙ্ক্রোনাসভাবে রেকর্ড করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। অতিরিক্তভাবে, MATLAB-এর PIVlab টুলবক্সটি গলিত পুলের উচ্চ-গতির চিত্রের ক্রস{20}}সম্পর্ক বিশ্লেষণ করার জন্য নিযুক্ত করা হয়েছিল, কুঁজ গঠনের সময় পরিমাণগতভাবে তরল ধাতব বেগ ক্ষেত্র এবং ঘূর্ণি ক্ষেত্র বের করে। এই পদ্ধতিটি ফ্লো ভিজ্যুয়ালাইজেশন ডেটাকে পরিমাপযোগ্য শারীরিক প্যারামিটারে (বেগ, ঘূর্ণি) রূপান্তর করে, কুঁজ গঠনের প্রক্রিয়াটি প্রকাশের জন্য কঠিন ডেটা সমর্থন প্রদান করে। আর্ক মর্ফোলজির বিশ্লেষণের বিষয়ে, গবেষকরা আর্ক ডিফ্লেকশন অ্যাঙ্গেলের স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি গণনা করে চাপের আচরণের উপর দোদুল্যমান লেজারের প্রভাবকে সঠিকভাবে মূল্যায়ন করেছেন। শেষ পর্যন্ত, 1.5 মিমি প্রশস্ততা এবং 200 Hz ফ্রিকোয়েন্সির দোলন প্যারামিটারের অধীনে, 0-2.5 মিমি পরিবর্তনশীল ফাঁক পরিসীমা জুড়ে কুঁজ বা পতন ছাড়াই ভাল ওয়েল্ড গঠন অর্জন করা হয়েছিল। ব্যাপক বিশ্লেষণে ইঙ্গিত দেওয়া হয়েছে যে কীহোল বন্ধ হওয়ার ফলে মূল কুঁজ তৈরি হয়, যেখানে দোদুল্যমান লেজার কার্যকরভাবে কীহোলকে স্থিতিশীল করে, গলিত পুলের তরলতা উন্নত করে এবং গলিত পুলের লেজে পৃষ্ঠের উত্তেজনা বৃদ্ধি করে কুঁজ গঠনকে দমন করে।
চিত্র 03 ভেরিয়েবল-গ্যাপ ওয়েল্ডের গঠনের উপর বিভিন্ন দোলন পরামিতির সিদ্ধান্তমূলক প্রভাবের একটি সরাসরি তুলনা চিত্রিত করে। লেজার দোলন ব্যতীত, একটি ছোট ব্যবধানে (1 মিমি) একটি রুট হাম্প দেখা দেয় এবং ব্যবধান বৃদ্ধির সাথে সাথে পৃষ্ঠের পতন দেখা দেয় যা দুর্বল ফাঁক অভিযোজনযোগ্যতা নির্দেশ করে। লেজার দোলন পরামিতি পরিবর্তন করলে সামনের-পার্শ্বের গঠন উন্নত হয়, কিন্তু পিছনের অংশে এখনও কুঁজ থাকে বা ঢালাই সরু হয়ে যায়। চূড়ান্ত পরামিতি হল 1.5 মিমি এর প্রশস্ততা এবং 200 Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি। সম্পূর্ণ পরিবর্তনশীল{10}}ব্যবধান পরিসরের মধ্যে, উভয় পাশে কুঁজ বা পতন ছাড়াই চমৎকার ঢালাই অর্জিত হয়, যা দোলন পরামিতি অপ্টিমাইজ করার মূল ভূমিকা প্রদর্শন করে।
চিত্র 1. বিভিন্ন ঢালাই পরামিতি অধীনে ঢালাই গঠন। ঢালাইয়ের দিক বরাবর ওয়েল্ডের প্রস্থ 0 মিমি থেকে 3 মিমি পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়: (ক) কোন দোলন নেই; (b) দোলন প্রশস্ততা 1 মিমি, ফ্রিকোয়েন্সি 100 Hz; (c) দোলন প্রশস্ততা 1.5 মিমি, ফ্রিকোয়েন্সি 100 Hz; (d) দোলন প্রশস্ততা 1.5 মিমি, ফ্রিকোয়েন্সি 200 Hz।
চিত্র 2 দেখায় যে একটি চক্রের মধ্যে, দোলন ছাড়াই, চাপটি অনিয়মিতভাবে বাম এবং ডানদিকে বিচ্যুত হয়, যেখানে একটি দোদুল্যমান লেজারের সাহায্যে, চাপটি স্থিরভাবে কেন্দ্রীভূত থাকে, একটি পূর্ণ এবং স্থিতিশীল আকৃতি সহ, কোন উল্লেখযোগ্য পার্শ্বীয় বিচ্যুতি দেখায় না। এটি দেখায় যে একটি দোদুল্যমান লেজার ছাড়া অবস্থার অধীনে, বড় ফাঁক নিজেই চাপের আকৃতির অস্থিরতার মৌলিক কারণ। চাপটি নিকটতম পরিবাহী পথ (অর্থাৎ, খাঁজের পাশের দেয়াল) খোঁজার প্রবণতা রাখে, যার ফলে অসম গরম হয়। একটি দোদুল্যমান লেজারের প্রবর্তন, পরামিতিগুলি সর্বোত্তম কিনা তা নির্বিশেষে, চাপের পার্শ্বীয় বিচ্যুতিকে ব্যাপকভাবে দমন করতে পারে এবং এটিকে ঢালাইয়ের কেন্দ্রে স্থিতিশীল রাখতে পারে।
চিত্র 2. বিভিন্ন ঢালাই গতিতে ঢালাই রূপবিদ্যা: (a) 1.5 m/min (b) 1.8 m/min (c) 2.1 m/min.
চিত্র 3 আর্কের বিচ্যুতির মাত্রা পরিমাপ করে। লেজার দোলন ব্যতীত, বিচ্যুতি কোণের আদর্শ বিচ্যুতি 23.6 ডিগ্রি, যা গুরুতর চাপের ওঠানামা নির্দেশ করে; দোদুল্যমান লেজার ব্যবহার করার পরে, স্ট্যান্ডার্ড বিচ্যুতি 3.5 ডিগ্রীতে নেমে আসে, স্থায়িত্ব 85.2% দ্বারা উন্নত হয়। এটি তথ্য প্রমাণ সরবরাহ করে যে 'দোলক লেজার উল্লেখযোগ্যভাবে চাপকে স্থিতিশীল করতে পারে।'
চিত্র 3. একটি 2.5 মিমি ব্যবধানের অধীনে ছয় বার চাপের প্রতিচ্ছবি কোণগুলির পরিমাপ: (ক) চাপের প্রতিচ্ছবি কোণের পরিকল্পিত চিত্র; (b) বিভিন্ন পরামিতির অধীনে চাপের বিচ্যুতির ডিগ্রি। 1 এবং 2 এর মধ্যে পার্থক্যটি চাপের বিচ্যুতির ডিগ্রিকে উপস্থাপন করে।
চিত্র 4 দেখায় যে ঢালাই প্রক্রিয়া চলাকালীন, গলিত ধাতু তরঙ্গ আকারে কীহোলের দিকে প্রবাহিত হয়, যার ফলে কীহোলটি হিংস্রভাবে ওঠানামা করে এবং ভেঙে পড়ে। লেজারের দোলন গলিত পুলে তাপ পরিচলন বাড়াতে পারে, কীহোলের কাছে ঘূর্ণি গঠন করে। গলিত ধাতু কীহোলের চারপাশ থেকে তার লেজে প্রবাহিত হয়, ফোঁটাগুলির প্রভাবকে কুশন করে এবং কীহোলটি স্থিরভাবে খোলা রাখে। এটি ইঙ্গিত দেয় যে দোদুল্যমান লেজারগুলি গলিত পুলের প্রবাহ ক্ষেত্র পরিবর্তন করে ঢালাই প্রক্রিয়াকে স্থিতিশীল করতে পারে।
চিত্র 4. শূন্য ফাঁক অবস্থার অধীনে T0 থেকে T0 + 2.7 ms সময় গলিত পুল প্রবাহ: (ক) কোন লেজার দোলন নেই; (b) প্রশস্ততা 1 মিমি, ফ্রিকোয়েন্সি 100 Hz; (c) প্রশস্ততা 1.5 মিমি, ফ্রিকোয়েন্সি 200 Hz। হলুদ এবং সবুজ তীরগুলি যথাক্রমে দোদুল্যমান লেজার দ্বারা উত্পন্ন ঘূর্ণি এবং গলিত ধাতুর প্রবাহের দিক নির্দেশ করে; সাদা এবং কমলা রেখা যথাক্রমে কীহোল এবং গলিত ফোঁটা নির্দেশ করে।
চিত্র 5 নন-অপ্টিমাইজড দোলন প্যারামিটারের অধীনে ঢালাই পুলে গলিত ধাতুর গতিশীল আচরণকে চিত্রিত করে (প্রশস্ততা 1 মিমি, ফ্রিকোয়েন্সি 100 Hz) কারণ রুট কুঁজ তৈরি হচ্ছে, ম্যাক্রোস্কোপিক morphitative টোফ্লুয়েন্টিক লেভেলের ওয়েল্ডিং ত্রুটির অধ্যয়নকে এগিয়ে নিয়ে যাচ্ছে। বিশ্লেষণ বেগ ভেক্টর বন্টন ওয়েল্ড পুলের মধ্যে গলিত ধাতব প্রবাহের দিক এবং মাত্রা দেখায়, যখন বেগ ক্ষেত্রটি আরও স্বজ্ঞাতভাবে প্রবাহের গতির স্থানিক বন্টন প্রদর্শন করে। একই সময়ে, কুঁজ গঠনের অঞ্চলে উচ্চ ঘূর্ণির মান বিদ্যমান, যা সেখানে তরলের শক্তিশালী ঘূর্ণন বা শিয়ার প্রবাহ নির্দেশ করে। এই ঘূর্ণন প্রবাহ প্যাটার্ন গলিত ধাতুর সঞ্চয় এবং অস্থির বৃদ্ধিকে উৎসাহিত করে, যা কুঁজ গঠনের একটি সাধারণ প্রবাহ ক্ষেত্র বৈশিষ্ট্য।
চিত্র 5. রুট কুঁজ গঠনের সময় বিভিন্ন মুহুর্তে কণা ইমেজ বেলোমিট্রি ফলাফল: (ক) বেগ ভেক্টর বিতরণ; (খ) বেগ ক্ষেত্রের বন্টন; (c) ঘূর্ণি ক্ষেত্র বিতরণ। হলুদ এবং সাদা ড্যাশযুক্ত লাইনগুলি কুঁজের কনট্যুর নির্দেশ করে।
04 সংক্ষিপ্তসার: এই গবেষণাটি রুট হাম্প এবং অপর্যাপ্ত গ্যাপ-পুরু প্লেট ভেরিয়েবল-গ্যাপ লেজার-আর্ক হাইব্রিড ওয়েল্ডিং-এ ব্রিজিং ক্ষমতার শিল্প চ্যালেঞ্জগুলিকে সম্বোধন করে৷ উচ্চ গতির ইমেজিং এবং কণা ইমেজ বেলোমিট্রির মতো উন্নত ডায়গনিস্টিক কৌশলগুলির সাথে একত্রিত পদ্ধতিগত পরীক্ষার মাধ্যমে, দোদুল্যমান লেজারের ত্রুটি দমন প্রক্রিয়া প্রকাশ করা হয়েছিল। ফলাফলগুলি ইঙ্গিত করে যে অপ্টিমাইজ করা দোলন পরামিতিগুলির অধীনে, লেজার, কীহোলকে বড় করে এবং স্থিতিশীল করে, আর্ক পরিবাহী চ্যানেলকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে, 85.2% দ্বারা আর্ক ডিফ্লেকশন ডিগ্রী হ্রাস করে, যার ফলে আর্কের আচরণ স্থিতিশীল হয়। একই সময়ে, দোদুল্যমান লেজারটি গলিত পুল প্রবাহ ক্ষেত্রকে পরিবর্তন করে, একটি স্থিতিশীল ঘূর্ণি তৈরি করে এবং কীহোলের উন্মুক্ততা বজায় রাখে, শেষ পর্যন্ত 0-2.5 মিমি পরিবর্তনশীল ব্যবধানের পরিসরে কুঁজ মুক্ত উচ্চমানের ঢালাই এবং ভেঙে পড়ে। এই অধ্যয়নটি শুধুমাত্র তরল গতিবিদ্যার দৃষ্টিকোণ থেকে ঢালাই ত্রুটি গঠন এবং দমন প্রক্রিয়ার তাত্ত্বিক বোঝাকে গভীর করে না বরং বৃহৎ উপাদান উৎপাদনে পরিবর্তনশীল{13}}গ্যাপ ওয়েল্ডিং চ্যালেঞ্জগুলি সমাধানের জন্য একটি নির্ভরযোগ্য প্রক্রিয়া স্কিম এবং তাত্ত্বিক ভিত্তিও প্রদান করে, যেটি প্রযুক্তির প্রয়োগের ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য মূল্যবান প্রধান প্রকৌশল প্রকল্প।
