01 Introduction: Welding thick-walled components is a critical step in the manufacturing of devices designed for extreme operating conditions, such as those used in controlled fusion. Conventional autogenous laser welding struggles to maintain the dynamic equilibrium of deep weld pools, while laser welding with wire feeding faces efficiency bottlenecks-such as unstable wire delivery and limited single-layer deposition height. To meet the urgent need for high-quality, high-efficiency thick-plate welding technology, this study proposes a pre-filled narrow-gap laser oscillation welding method. This technique replaces dynamic wire feeding with pre-filled strips, ingeniously combining the high efficiency of high-power (>10 kW) sjálfgena leysisuðu með lagskiptri útfellingu kostum þröngra-gapafyllingarsuðu. Rannsóknin rannsakar flókin hitaeðlisfræðileg víxlverkun milli ofur-djúpu suðulaugarinnar (nær 15 mm í einni umferð) og mjóu-bilsins hliðarvegganna, sem leiðir í ljós hvernig leysisveiflubreytur stjórna flæði suðulaugar og samrunahegðun hliðar. Á endanum tókst með þessari aðferð galla-frjálsri suðu á 70 mm þykkum 316LN ryðfríu stáli plötum, sem jók verulega framleiðsluhagkvæmni á sama tíma og hún tryggði hágæða.
Til að sigrast á líkamlegum takmörkunum þess að fylgjast með 15 mm djúpri suðulaug innan ofur-mjós 2,5 mm bils, þróaði rannsóknarteymið sérsniðið-sjónræn skoðunarpallur til hliðar- (með því að nota GG17 glersamlokubyggingu) (mynd. 1) og innlimaði{{{7} duft sporatækni (Fig tracer) tækni. Þetta gerði rannsakendum kleift að fylgjast greinilega með stórsæjum vökvavirkni og tímabundinni samrunahegðun innan suðulaugarinnar.
Þverskurðarsmámyndir sýna greinilega mikilvæga hlutverk sveiflustuðuls (mynd. 3). Án sveiflu eða með lítilli amplitude (1,2 mm) er ekki hægt að flytja varma á áhrifaríkan hátt til hliðar, sem leiðir til þess að -skortur á -samruna (LOF) gallahlutfalli í hliðarveggjum upp á allt að 37,28%. Hins vegar, þegar sveiflustærðin er fínstillt í 1,8 mm, dreifist leysiorkan jafnt á hliðarnar; suðuþversniðið-breytist úr lögun "nagla-höfuðs" yfir í breitt "rétthyrnd" lögun og LOF-gallahlutfallið lækkar í 0%.
Í ó-sveifluleysissuðu er suðulaugin ekki aðeins þröng og háð hraðri kælingu, heldur er innra skráargatið einnig í mjög óstöðugu ástandi sem einkennist af tíðri þenslu og samdrætti. Bráðinn málmur er knúinn áfram af yfirborðsspennu (Marangoni-áhrifin) og er mjög viðkvæmt fyrir ósamhverfu, hlutdrægu flæði. Þetta óstýrða einhliða flæði leiðir að lokum til góðs samruna á annarri hlið suðunnar, en veldur óhjákvæmilega alvarlegum hliðarvöngum-á-samrunagalla á hinni hliðinni (Mynd 4).
Lægri sveiflubreytur leiða til ófullnægjandi varmainntaks til hliðar og ósamhverfu suðulaugarflæðis. Þegar færibreytur eru fínstilltar í amplitude 1,8 mm og tíðni 40 Hz, stækkar hliðarhitunarsvæði leysisins í raun, sem veldur því að rúmfræði suðulaugarinnar breytist úr "þröngum og djúpum" í "breitt og grunnt" (aukin breidd og minni lengd). Þrátt fyrir að há-sveifla valdi nokkrum skvettum, eykur þetta fyrirkomulag verulega heildarstöðugleika skráargatsins og suðulaugarinnar og bætir bleyta hliðarveggsins, sem tryggir að lokum skilvirka samruna milli suðusaumsins og hliðarvegganna (mynd . 5).
Mynd 6 sýnir á skýran hátt afgerandi hlutverk sveiflusviðs við að stjórna kraftmikilli þróun þversniðsformgerðar suðulaugarinnar í gegnum heila sveifluhringinn. Við lága sveiflustuðul framleiðir mjög einbeitt leysiorkan þröngbotna -botna keilulaga suðulaug; hliðarveggirnir taka við hita fyrst og fremst vegna takmarkaðrar varmaleiðni, sem leiðir til ósamhverfra halla og skorts á-samrunagalla. Þegar sveiflustærðin eykst safnast varmi upp á kraftmikinn hátt á viðmótinu milli for-settrar plötu og hliðarvegganna, sem veldur því að botn suðulaugarinnar víkkar út í U-laga. Undir bjartsýni, stærri sveiflustærð, er leysiorkunni dreift jafnt í þverstefnuna, sem eykur verulega bleyta hliðarveggsins og skarpskyggni. Ennfremur, í gegnum heila vinstri-hægri sveifluhring (frá T0 til T0 + 16 ms), suðulaugin-sem knúin er áfram af samsettum áhrifum beinrar geislunar og varmaleiðni-sigrar hitatöf og safnar stöðugt varma; það stækkar til skiptis í átt að báðum hliðum í takt við hreyfingu geislans, og kemur að lokum á fullkomlega miðsamhverfu formgerð.
Þessi rannsókn leggur til og sannreynir kerfisbundið fyrirfram-fyllt þröngt-bil leysisveiflusuðutækni. Það greinir ítarlega hvernig leysissveifla endurmótar innri varmaafl og -aflfræðilega hegðun öfga-djúpu bráðnu laugarinnar, sem leiðir til eftirfarandi lykilályktana: 1. Sveifla truflar mjög einbeittan, staka-topporkudreifingu sem er dæmigerð fyrir hefðbundna hitauppsprettu/10 mm orkuskerðingu, verulega í 772,9 J/mm²). Þessi einsleitni og endurdreifing orku kemur í grundvallaratriðum í veg fyrir of mikið varmainntak í suðumiðstöðinni á meðan það eykur verulega staðbundna hitauppsöfnun við hliðarmörkin. 2. Hin mikla vélrænni hræriáhrif sem myndast af sveiflustærðunum (tíðni: 40 Hz; amplitude: 1,8 mm) sigrast á flæðisþröngum með góðum árangri. Flæði bráðnu laugarinnar breytist úr röskuðu, mjög tilhneigingu til-að-skekkju ósamhverft ástand yfir í skipaðan, samhverfan og kröftugan varmunarham, sem flýtir fyrir geislahreinsun og flutningi á-fljótandi málmi með háan hita í átt að báðum hliðum. 3. sem skilgreint er gallaða bælingarglugga fyrir{18} galla en eða jafnt og 2A/D Minna en eða jafnt og 1,5 (þar sem A er sveiflustuðullinn og D er bilið breidd)-var vandlega afleidd og staðfest. Þessi gluggi veitir suðuferlinu einstakan styrkleika; innan þessa sviðs getur ferlið í raun tekið á móti frávikum af völdum titrings í búnaði eða samsetningarvillum, sem tryggir fullkomna 100% samruna á hliðarveggjum.
