Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical modelling of the bifocal laser welding of unalloyed structural steels

Danielewski Hubert, Skrzypczyk Andrzej, Zowczak Włodzimierz, Furmańczyk Piotr, Gontarski Dariusz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 6

51--57

EN

The article presents the possibilities of the numerical modelling of laser welding processes. In laser welding, the concentrated beam of photons generates high surface power density and leads to the melting and even evaporation of some metal. The metal vapours ionize and form a keyhole. Because of its high linear power density, laser welding process makes it possible to form deep and narrow welds. However, this welding method requires the preparation of workpiece edges. It is possible to “bypass” this requirement by defocusing the laser beam. However, the foregoing entails a significant decrease in power density. An alternative involves the use of optical systems enabling the division of the beam. In CO2 gas lasers, the bisection of the laser beam is performed using a multi-faceted parabolic mirror. The modelling of welding processes can be carried out using both analytical and numerical methods. Analytical solutions provide approximate results and do not take into consideration many physical phenomena accompanying welding processes. In turn, numerical solutions provide a more accurate representation of welding processes, In addition, it is possible to modify the geometry of heat sources reflecting the keyhole effect of bifocal welding system. The paper presents results of the numerical simulation of the keyhole laser welding process in relation to a bifocal optical system. The results of the numerical simulation were verified experimentally by making test joints using parameters developed during numerical simulations. Both the shape of obtained welds and the hardness distribution identified in the cross-section of a joint made of low-alloy structural steel S235JR were subjected to tests in order to verify the numerical model.

PL

Przedstawiono możliwości modelowania numerycznego procesu spawania laserowego. W spawaniu laserowym skoncentrowany strumień fotonów wytwarza bardzo dużą powierzchniową gęstość mocy, która prowadzi do topienia i odparowania części metalu. Pary metalu jonizują się i tworzą kanał parowy. Proces spawania laserowego dzięki wysokiej liniowej gęstości mocy pozwala na wytworzenie wąskich i głębokich spoin. Spawanie tego typu wymaga jednak odpowiedniego przygotowania brzegów łączonych elementów. Możliwe jest zniwelowanie tego wymogu poprzez rozogniskowanie wiązki lasera, jednak wiąże się to ze znacznym spadkiem gęstości mocy. Alternatywą do tego typu spawania jest zastosowanie układów optycznych do podziału wiązki. W przypadku laserów gazowych, podział wiązki następuje poprzez wykorzystanie wielodzielnego zwierciadła parabolicznego ogniskującego wiązkę lasera. Do modelowania procesów spawalniczych można wykorzystać metody analityczne lub numeryczne. Rozwiązania analityczne dają pewne przybliżenie i nie uwzględniają wielu zjawisk towarzyszących spawaniu. Rozwiązania numeryczne pozwalają na dokładniejsze odwzorowanie procesu spawania, możliwa jest również modyfikacja źródeł ciepła odzwierciedlających działanie kanału parowego, w tym również układu dwuogniskowego. W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu spawania laserowego głębokiego dla dwuogniskowego układu skupiającego. Wyniki symulacji numerycznej zostały zweryfikowane doświadczalnie poprzez wykonanie złącza próbnego z parametrami opracowanymi w toku symulacji numerycznych. Zbadano zarówno kształt otrzymanych spoin, jak i rozkład twardości w przekroju poprzecznym złącza ze stali konstrukcyjnej niskostopowej S235JR w celu weryfikacji dopasowania modelu.

2

Różne techniki spawania laserowego w zastosowaniach przemysłowych. Cz. 1

Stano S., Urbańczyk M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 1-2

112--115

PL

W artykule opisano stosowane w przemyśle specjalne techniki spawania laserowego: spawanie laserowe z materiałem dodatkowym, lutospawanie laserowe, spawanie laserowe z ogniskowaniem wiązki w dwóch punktach, spawanie hybrydowe oraz spawanie laserowe wiązką skanującą. Przybliżono cel stosowania opisanych technik spawania oraz określono podstawowe zasady prowadzenia tego typu procesów. Zaprezentowano przykłady zastosowań specjalnych technik spawania z doświadczeń własnych, wynikających z prowadzonych badań w Instytucie Spawalnictwa z wykorzystaniem zrobotyzowanego stanowiska do obróbki laserowej z laserem na ciele stałym o mocy 12 kW.

EN

The article describes the use of special industrial laser welding techniques: laser welding with filler material, laser brazing, Bifocal laser welding, hybrid welding and remote laser welding. The purpose of using the aforementioned welding techniques, as well as basic principles of processes of these types have been presented. The article gives the examples of special applications of welding techniques on the basis of the authors’ own experience, resulting from the research conducted at the Institute of Welding, at a robotic laser processing station, using 12 kW solid-state laser.

3

Różne techniki spawania laserowego w zastosowaniach przemysłowych. Cz. II

Stano S., Urbańczyk M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2015

|

nr 3-4

104--108

PL

W artykule opisano stosowane w przemyśle specjalne techniki spawania laserowego: spawanie laserowe z ogniskowaniem wiązki w dwóch punktach, spawanie hybrydowe oraz spawanie laserowe wiązką skanującą. Przybliżono cel stosowania opisanych technik spawania oraz określono podstawowe zasady prowadzenia tego typu procesów. Zaprezentowano przykłady zastosowań specjalnych technik spawania z doświadczeń własnych, wynikających z prowadzonych badań w Instytucie Spawalnictwa z wykorzystaniem zrobotyzowanego stanowiska do obróbki laserowej z laserem na ciele stałym o mocy 12 kW.

XX

The article describes the use of special industrial laser welding techniques: bifocal laser welding, hybrid welding, remote laser welding. The purpose of using the aforementioned welding techniques, as well as basic principles of processes of these types have been presented. The article gives the examples of special applications of welding techniques on the basis of the authors’ own experience, resulting from the research conducted at the Institute of Welding, at a robotic laser processing station, using 12 kW solid-state laser.