01 Was ist einSchweißverbindung
Unter einer Schweißverbindung versteht man eine Verbindung, bei der zwei oder mehr Werkstücke durch Schweißen verbunden werden. Die Schweißverbindung beim Schmelzschweißen entsteht durch lokale Erwärmung durch eine Hochtemperatur-Wärmequelle. Die Schweißverbindung besteht aus einer Schmelzzone (Schweißzone), einer Schmelzlinie, einer Wärmeeinflusszone und einer Grundmetallzone, wie in der Abbildung dargestellt.
02 Was ist eine Stoßverbindung?
Eine häufig verwendete Schweißstruktur ist eine Verbindung, bei der zwei miteinander verbundene Teile in derselben Ebene oder demselben Bogen in der Mittelebene der Verbindung geschweißt werden. Das Merkmal ist eine gleichmäßige Erwärmung, eine gleichmäßige Kraft und eine leicht zu gewährleistende Schweißqualität.
03 Was ist einSchweißnut
Um die Durchdringung und Qualität von Schweißverbindungen sicherzustellen und Schweißverformungen zu reduzieren, werden die Verbindungen von Schweißteilen vor dem Schweißen im Allgemeinen in verschiedene Formen vorbearbeitet. Unterschiedliche Schweißnuten eignen sich für unterschiedliche Schweißverfahren und Schweißstückdicken. Zu den gängigen Rillenformen gehören: I-förmig, V-förmig, U-förmig, einseitig V-förmig usw., wie in der Abbildung dargestellt.
Gängige Nutformen von Stoßverbindungen
04 Der Einfluss der Stoßfugennutform aufLaserlichtbogen-Verbundschweißen
Mit zunehmender Dicke des geschweißten Werkstücks wird das einseitige Schweißen und doppelseitige Umformen mittlerer und dicker Bleche (Laserleistung <10 kW) oft komplexer. Normalerweise müssen unterschiedliche Schweißstrategien angewendet werden, wie z. B. die Gestaltung geeigneter Nutformen oder die Reservierung bestimmter Andockspalte, um das Schweißen von mittleren und dicken Blechen zu erreichen. Beim tatsächlichen Produktionsschweißen erhöht die Reservierung von Andocklücken jedoch die Schwierigkeit beim Schweißen von Vorrichtungen. Daher ist die Gestaltung der Nut während des Schweißprozesses von entscheidender Bedeutung. Wenn das Nutdesign nicht angemessen ist, wird die Stabilität und Effizienz des Schweißens beeinträchtigt und es erhöht sich auch das Risiko von Schweißfehlern.
(1) Die Nutform hat direkten Einfluss auf die Qualität der Schweißnaht. Durch eine geeignete Rillenkonstruktion kann sichergestellt werden, dass das Schweißdrahtmetall vollständig in die Schweißnaht eingefüllt wird, wodurch das Auftreten von Schweißfehlern verringert wird.
(2) Die geometrische Form der Nut beeinflusst die Art und Weise der Wärmeübertragung, wodurch die Wärme besser geleitet, eine gleichmäßigere Erwärmung und Abkühlung erreicht und thermische Verformung und Eigenspannung vermieden werden können.
(3) Die Rillenform wirkt sich auf die Querschnittsmorphologie der Schweißnaht aus und führt dazu, dass die Querschnittsmorphologie der Schweißnaht besser den spezifischen Anforderungen entspricht, z. B. der Eindringtiefe und -breite der Schweißnaht.
(4) Eine geeignete Nutform kann die Stabilität des Schweißens verbessern und instabile Phänomene während des Schweißprozesses, wie etwa Spritzer und Hinterschneidungsfehler, reduzieren.
Wie in Abbildung 3 dargestellt, haben Forscher herausgefunden, dass durch das Laserlichtbogenschweißen von Verbundwerkstoffen (Laserleistung 4 kW) die Nut in zwei Schichten und zwei Durchgängen gefüllt werden kann, wodurch die Schweißeffizienz effektiv verbessert wird. Mit einem dreischichtigen Laserlichtbogen-Verbundschweißen (Laserleistung 6 kW) wurde eine fehlerfreie Verschweißung von 20 mm dickem MnDR erreicht; Beim Laserlichtbogen-Verbundschweißen wurde 30 mm dicker kohlenstoffarmer Stahl in mehreren Schichten und Durchgängen geschweißt, und die Querschnittsmorphologie der Schweißverbindung war stabil und gut. Darüber hinaus haben Forscher herausgefunden, dass die Breite rechteckiger Rillen und der Winkel Y-förmiger Rillen einen erheblichen Einfluss auf den räumlichen Einschränkungseffekt haben. Wenn die Breite der rechteckigen Nut beträgt≤4mm und der Winkel der Y-förmigen Nut beträgt≤60 °Die Querschnittsmorphologie der Schweißnaht zeigt zentrale Risse und Seitenwandkerben, wie in der Abbildung dargestellt.
Der Einfluss der Rillenform auf die Querschnittsmorphologie von Schweißnähten
Der Einfluss von Nutbreite und -winkel auf die Querschnittsmorphologie von Schweißnähten
05 Zusammenfassung
Bei der Auswahl der Nutform müssen die Anforderungen der Schweißaufgabe, die Materialeigenschaften und die Eigenschaften des Laserlichtbogen-Verbundschweißprozesses umfassend berücksichtigt werden. Durch die richtige Nutgestaltung kann die Schweißeffizienz verbessert und das Risiko von Schweißfehlern verringert werden. Daher ist die Auswahl und Gestaltung der Nutform ein Schlüsselfaktor vor dem Laserlichtbogen-Verbundschweißen von mittel- und dicken Blechen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.11.2023
