01 Réamhrá
I ndéanamh comhpháirteanna móra ar nós traenacha ardluais, longthógáil, agus trealamh fuinnimh, tá táthú pláta tiubh ar cheann de na príomhphróisis. Mar sin féin, mar gheall ar theorainneacha ar chruinneas meaisínithe, earráidí cóimeála, agus dífhoirmiúchán teirmeach le linn an phróisis táthú, is minic a athraíonn an bhearna táthú. Nuair a bhíonn an bhearna idir na plátaí beag, is dócha go dtarlóidh treá neamhiomlán nó ripple fréamhacha, ach is gnách go n-eascraíonn bearnaí móra agus go dtitfidh an táthú. Tá an taighde reatha bunaithe den chuid is mó ar choinníollacha bearna leanúnach, agus tá staidéir ar tháthú le bearnaí athraitheacha sách easpa. Go háirithe, i dtáthú hibrideach léasair-stua, tá sé fós ina dhúshlán i bhfeidhmchláir innealtóireachta é cosc a chur ar ripple faoi bhearnaí beaga agus cumas maith idirlinne a bhaint amach faoi bhearnaí móra. Díríonn an staidéar seo ar chruach síonchaitheamh 12 mm-tiubh, arb é is aidhm dó na meicníochtaí foirmithe táthúcháin agus um chosc lochtanna a shoiléiriú le linn táthú hibrideach stua léasair-oscillaithe faoi choinníollacha bearna athraitheacha, ag soláthar tacaíochta teoiriciúil agus próiseas do tháthú pláta tiubh le bearnaí athraitheacha, agus cur i bhfeidhm tionsclaíoch breise a chur chun cinn agus glacadh le teicneolaíocht táthú hibrideach léasair-stua ascalach.
02 Forbhreathnú ar an Téacs Iomlán
Tugann an staidéar seo aghaidh ar na dúshláin a bhaineann le bunchromáin agus cumas idirlinne neamhleor i dtáthú hibrideach stua athróg pláta cruach tiubh athróg-táthú stua hibrideach agus déanann sé imscrúdú córasach ar an meicníocht a mbíonn tionchar ag léasair ascalacha ar an bpróiseas táthúcháin. Ba é cruach síonchaitheamh S355J2W 12 mm tiubh an bonnábhar turgnamhach. Tógadh córas táthú hibrideach ag baint úsáide as léasair snáithín TruDisk-10002 (uaschumhacht 10 kW, tonnfhad 1070 nm) i gcomhar le trealamh táthú stua, le bearna cóimeála a bhíonn ag athrú go leanúnach (0 - 3 mm) socraithe ar feadh an seam táthúcháin iomlán chun insamhail a dhéanamh ar na coinníollacha táirgthe athraitheacha go coitianta i gcoinníollacha an bhearna iarbhír. Le linn an staidéir, coinníodh cumhacht léasair (6.5 kW), luas táthú (16 mm / s), agus luas beatha sreinge (10 m/nim) seasmhach, le paraiméadair ascalaithe léasair (aimplitiúid, minicíocht) mar na hathróga lárnacha rialaithe sa turgnaimh. Baineadh úsáid as grianghrafadóireacht ardluais chun iompar na linne leáite agus moirfeolaíocht stua ar thaobh tosaigh agus ar chúl an táthaithe a thaifeadadh go sioncronach. Ina theannta sin, úsáideadh bosca uirlisí PIVlab i MATLAB chun anailís tras-chomhghaolaithe a dhéanamh ar íomháineachas ardluais na linne leáite, ag baint amach go cainníochtúil an réimse treoluas miotail leachtaigh agus an réimse vorticity le linn cruthú na gcromáin. Tiontaíonn an modh seo sonraí léirshamhlaithe sreafa go paraiméadair fhisiceacha inchainníochtaithe (treoluas, vorticity), ag soláthar tacaíochta sonraí soladacha chun meicníocht fhoirmiú chromáin a nochtadh. Maidir leis an anailís ar mhoirfeolaíocht stua, rinne na taighdeoirí measúnú beacht ar éifeacht an léasair ascalach ar iompar stua trí dhiall caighdeánach uillinn sraonadh an stua a ríomh. I ndeireadh na dála, faoi pharaiméadair ascalaithe aimplitiúid 1.5 mm agus minicíocht 200 Hz, baineadh amach foirmiú táthú maith gan chromáin nó titim trasna raon bearna athraitheach 0-2.5 mm. Léirigh anailís chuimsitheach go gcruthaítear cnapáin fréamhacha mar thoradh ar dhúnadh an eochairphoill, ach go sáraíonn an léasair ascalach foirmiú cnapáin go héifeachtach trí pholl an eochrach a chobhsú, sreabhach leáite a fheabhsú, agus teannas dromchla a mhéadú ag eireaball na linne leáite.
Léiríonn Figiúr 03 comparáid dhíreach idir an tionchar cinntitheach atá ag paraiméadair ascalaithe éagsúla ar fhoirmiú táthaithe inathraithe-bhearnaí. Gan ascalaithe léasair, tarlaíonn bunchromán ag bearna beag (1 mm), agus de réir mar a mhéadaíonn an bhearna, tá an chuma ar thitim an dromchla, rud a léiríonn inoiriúnaitheacht bocht bearna. Trí na paraiméadair ascalaithe léasair a athrú feabhsaítear foirmiú an taoibh tosaigh, ach tá cnapáin fós ar an gcúl nó éiríonn an táthú níos cúinge. Is iad na paraiméadair deiridh ná aimplitiúid 1.5 mm agus minicíocht 200 Hz. Laistigh den raon bearna athróg iomlán, baintear táthaithe den scoth gan chromáin nó titim ar an dá thaobh, rud a léiríonn an príomhról atá ag paraiméadair ascalaithe a bharrfheabhsú.
Fíor 1. Foirmiú Weld faoi pharaiméadair táthú éagsúla. Athraíonn an leithead táthaithe ó 0 mm go 3 mm feadh na treorach táthú: (a) Gan ascalaithe; (b) Aimplitiúid ascalaithe 1 mm, minicíocht 100 Hz; (c) Aimplitiúid ascalaithe 1.5 mm, minicíocht 100 Hz; (d) Aimplitiúid ascalaithe 1.5 mm, minicíocht 200 Hz.
Léiríonn Fíor 2, laistigh de thimthriall amháin, gan ascalú, go sraonann an stua go neamhrialta ar chlé agus ar dheis, ach le léasair ascalach, tá an stua fós dírithe go cobhsaí, le cruth iomlán agus cobhsaí, nach léiríonn aon sraonadh cliathánach suntasach. Léiríonn sé seo, faoi choinníollacha gan léasair ascalach, gurb é an bhearna mhór féin an chúis bhunúsach d'éagobhsaíocht cruth stua. Is gnách go lorgaíonn an stua an cosán seoltaí is gaire (ie balla taobh an groove), rud a fhágann go bhfuil téamh míchothrom ann. Is féidir le tabhairt isteach léasair ascalach, is cuma an bhfuil na paraiméadair optamach, sraonadh cliathánach an stua a shochtadh go mór agus é a choinneáil cobhsaí i lár an táthú.
Fíor 2. Deilbhíocht táthaithe ag luasanna táthúcháin éagsúla: (a) 1.5 m/nim (b) 1.8 m/nim (c) 2.1 m/nóim.
Déanann Fíor 3 méid sraonadh an stua a chainníochtú. Gan ascalaithe léasair, is é 23.6 céim diall caighdeánach na huillinne sraonaidh, rud a léiríonn luaineacht stua trom; tar éis léasair ascalaithe a úsáid, titeann an diall caighdeánach go 3.5 céim, agus feabhsaítear cobhsaíocht 85.2%. Soláthraíonn sé seo fianaise sonraí gur féidir le léasair ascalach an stua a chobhsú go suntasach.'
Fíor 3. uillinneacha sraonadh stua a thomhas sé huaire faoi bhearna 2.5 mm: (a) Léaráid scéimreach d'uillinneacha sraonadh stua; (b) An méid sraonadh stua faoi pharaiméadair éagsúla. Léiríonn an difríocht idir 1 agus 2 an leibhéal sraonadh stua.
Léiríonn Fíor 4, le linn an phróisis táthú, go sreabhann miotail leáite i dtreo an poll eochrach i bhfoirm tonnta, rud a fhágann go n-athraíonn an poll eochrach go foréigneach agus go dtitfidh sé. Is féidir le ascalú léasair comhiompar teirmeach a fheabhsú sa linn leáite, ag foirmiú vortices in aice leis an poll eochrach. Sreabhann miotail leáite ó timpeall an pholl eochrach go dtí a eireaball, ag maolú ar thionchar braoiníní agus ag coinneáil poll na heochrach ar oscailt go cobhsaí. Léiríonn sé seo gur féidir le léasair ascalacha an próiseas táthú a chobhsú trí réimse sreafa an linn leáite a athrú.
Fíor 4. Sreabhadh linne leá ó am T0 go T0 + 2.7 ms faoi choinníollacha nialais bearna: (a) Gan ascalú léasair; (b) Aimplitiúid 1 mm, minicíocht 100 Hz; (c) Aimplitiúid 1.5 mm, minicíocht 200 Hz. Léiríonn saigheada buí agus glasa na vortices ginte ag an léasair ascalach agus treo sreafa an mhiotail leáite, faoi seach; Léiríonn línte bána agus oráiste an poll eochrach agus braoiníní leáite, faoi seach.
Léiríonn Figiúr 5 iompar dinimiciúil an mhiotail leáite sa linn táthú faoi pharaiméadair ascalaithe neamh-optamaithe (aimplitiúid 1 mm, minicíocht 100 Hz) de réir mar a bhíonn an fhréamhchromán ag foirmiú, ag cur staidéar ar lochtanna táthúcháin chun cinn ó bhreathnóireacht mhacrascópach moirfeolaíoch go leibhéal nua anailíse cainníochtúla ar dhinimic sreabhach. Taispeánann an dáileadh veicteora treoluas treo agus méid an tsreafa miotail leáite laistigh den linn táthú, agus léiríonn an réimse treoluas dáileadh spásúil an luas sreafa ar bhealach níos intuigthe. Ag an am céanna, tá luachanna arda luaineachta sa réigiún foirmithe cnapáin, rud a léiríonn sreabhadh láidir rothlaithe nó lomadh an leachta atá ann. Cuireann an patrún sreabhadh rothlach seo carnadh agus fás éagobhsaí miotail leáite chun cinn, arb é is sainairíonna é an réimse sreabhadh tipiciúil de fhoirmiú crónáin.
Fíor 5. Tá treoluas íomhá na gcáithníní mar thoradh ar chuimhneacháin éagsúla le linn foirmiú an chromáin fhréamh: (a) dáileadh veicteora treoluas; (b) dáileadh páirce treoluas; (c) dáileadh réimse luaineachta. Léiríonn línte briste buí agus bán comhrian an chromáin.
04 Achoimre: Tugann an staidéar seo aghaidh ar na dúshláin tionscail a bhaineann le bunchromáin agus easpa bearna-acmhainn idirlinne in athróg pláta tiubh-léasair bearna-táthú hibrideach stua. Trí thurgnaimh chórasacha in éineacht le hardteicnící diagnóiseacha amhail íomháú ardluais agus treoluasmhéadair íomhá na gcáithníní, nochtadh meicníocht um chosc lochtanna léasair ascalach. Léiríonn na torthaí, faoi pharaiméadair ascalaithe optamaithe, go gcuireann an léasair, trí mhéadú agus cobhsú an keyhole, go mór leis an cainéal seoltaí stua, ag laghdú an méid sraonadh stua 85.2%, rud a chobhsú iompar stua. Ag an am céanna, athraíonn an léasair ascalach réimse sreafa na linne leá, cruthaíonn sé vortex cobhsaí agus coimeádann oscailt pholl eochrach, ag baint amach táthaithe ardchaighdeáin saor ó chromáin agus titim i raon bearna athraitheach de 0-2.5 mm. Ní hamháin go ndéanann an staidéar seo an tuiscint theoiriciúil ar fhoirmiú lochtanna táthúcháin agus meicníochtaí faoi chois a dhoimhniú ó thaobh na dinimic sreabhán de ach cuireann sé scéim phróisis iontaofa ar fáil freisin agus bonn teoiriciúil chun na dúshláin athróg táthú bearna i ndéantúsaíocht comhpháirteanna móra a réiteach, rud a bhfuil luach suntasach aige maidir le cur i bhfeidhm na teicneolaíochta táthú hibrideach stua léasair i mórthionscadail innealtóireachta.
