溶接体のエネルギーは、レーザー出力、溶接速度、焦点ぼけ、焦点サイズなどの溶接仕様パラメーターがレーザー溶接プロセスに与える影響を包括的に評価するために定義されています。溶接体のエネルギーはレーザー出力に比例し、溶接速度は反比例し、焦点ぼけ量は指数関数的な関係にあります。研究結果は、溶接体のエネルギーが増加するにつれて、溶接溶け込みがほぼ直線的に増加することを示しています。

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レーザー溶接、特にレーザー深溶け込み溶接は、レーザー-材料-プラズマ間の相互作用を伴う非常に複雑な物理的および化学的プロセスです。ただし、レーザー溶接プロセスでは、溶接溶け込みやその他の溶接形成条件に影響を与え、決定するのは、レーザー出力、溶接速度、デフォーカス量、フォーカスサイズなどの溶接仕様パラメーターです。その中で、デフォーカス量(レーザー溶接の場合) 、一般的に使用される焦点の量は、レーザースポットと焦点のサイズを特徴づける)は、溶接溶け込みに影響を与える重要な要因の1つです。

アーク溶接では、溶接入熱または入熱(どちらもJ・m-1)を使用して、溶接工程でのアーク電圧、溶接電流、溶接速度などの溶接仕様パラメータを記述および評価することがよくあります。これら2つのパラメータのうち、溶接溶け込みに対するアーク面積の影響を考慮しています。

アーク溶接の溶接入熱または入熱を使用して、レーザー溶接プロセスの溶接溶け込みに対する溶接仕様パラメータの影響を包括的に評価する場合、溶接溶け込みに対するデフォーカスおよびフォーカスサイズの影響を反映することはできません。デフォーカスの影響を考慮し、入熱を使用して、レーザー溶接プロセスでの溶接溶け込みに対する溶接仕様パラメータの影響を評価すると、物理的な意味でのアーク溶接での入熱と混同されやすくなります。

現在、レーザー溶接の研究では、溶接仕様パラメータが溶接プロセスに与える影響を包括的に反映できるパラメータはありません。レーザー溶接プロセスにおける溶接溶け込みに対する溶接仕様パラメータの影響を包括的に評価し、アーク溶接の入熱を区別するために、この論文では、溶接体エネルギーを定義し、Nd:YAGレーザーの溶接体エネルギー突合せ溶接を研究します。深溶け込み溶接プロセスシーム溶け込みの影響。

1.溶接体エネルギーの定義

レーザー出力、溶接速度、レーザー照射面積(デフォーカス)、フォーカスサイズなどの溶接仕様パラメーターが溶接溶け込みに与える影響を包括的に評価できるようにするために、溶接体エネルギーの概念を導入し、溶接体エネルギーqVを定義されています。

溶接体エネルギーの定義から、溶接体エネルギーの物理的意味は、単位時間あたりのレーザー出力密度または単位面積あたりの溶接線エネルギーであることがわかります。その単位はJ・m-3であり、異なります。アーク溶接の溶接ラインから。エネルギーと入熱の物理的意味と単位J・m-1。

溶接体エネルギーの定義から、溶接体エネルギーは、レーザー出力、溶接速度、デフォーカス量、およびレーザービーム焦点半径によって計算できることがわかります。図1は、レーザー出力、溶接速度、デフォーカスなどの溶接仕様パラメーターによる溶接体エネルギーの変化を示しています。溶接体エネルギーの定義と図1から、溶接体エネルギーはレーザー出力に比例し、溶接速度に反比例し、焦点スポットサイズの二乗であり、焦点ぼけに指数関数的に関連していることがわかります。溶接体のエネルギーの変化は、レーザー出力、溶接速度、焦点ぼけなどの溶接仕様パラメーターの変化を反映する可能性があります。