Resumen

Un modelo de fuente de calor es la cuestión clave para la simulación de la soldadura láser. El modelo de fuente de calor gaussiano no es adecuado para ajustarse al perfil de soldadura láser real con precisión. Además, los láseres de fibra son ampliamente reconocidos por dar lugar a una salida de rayo láser de buena calidad, una zona de soldadura más estrecha, menos distorsión, y una alta eficiencia del proceso, en comparación con otros tipos de láseres (como el CO2, Nd : YAG, y los láseres de diodo). En la actualidad, existen pocos modelos de fuentes de calor para la soldadura por láser de fibra. La mayoría de los investigadores evalúan el perfil de la soldadura sólo por la anchura del cordón y la profundidad de la penetración, lo que no es adecuado para el perfil de la soldadura láser en forma de clavo. En este artículo se presenta un estudio experimental y una simulación por elementos finitos de la soldadura a tope con láser de fibra en acero inoxidable A304 de 1 mm de espesor. Se establece un nuevo modelo de fuente de calor (cilíndrico y cilíndrico) que se ajusta al perfil de soldadura real utilizando el software Marc y Fortran. Se utilizan cuatro parámetros de la geometría del cordón (profundidad de penetración, anchura del cordón, anchura de la cintura y profundidad de la cintura) para comparar los resultados experimentales con los de la simulación. Los resultados muestran que el modelo de fuente de calor cilíndrico y cilíndrico puede ajustarse a la forma real de la soldadura por láser de fibra de manera factible. El rango de error de la profundidad de penetración, la anchura del cordón, la anchura de la cintura y la profundidad de la cintura entre los resultados experimentales y de simulación es de aproximadamente 4,1 ± 1,6%, 2,9 ± 2,0%, 13,6 ± 7,4/% y 18,3 ± 8,0%, respectivamente. Además, se observa que la profundidad de penetración es más sensible a la potencia del láser que a la anchura del cordón, la anchura de la cintura y la profundidad de la cintura. La velocidad de soldadura tiene una influencia similar en la profundidad de penetración, la anchura de la soldadura, la anchura de la cintura y la profundidad de la cintura.

• Materias:Polímeros Campos electromagnéticos Hornos de cemento Poliuretanos Nanopartículas Cemento
• Subjects:Polymers Electromagnetic fields Cement kilns Polyurethanes Nanoparticles Cement
• Palabras claves:modelo de fuente de calor, profundidad de penetración, anchura de la cintura, láser de fibra, anchura de las cuentas, resultados de la simulación, profundidad de penetración, cintura, profundidad, parámetros de la geometría de las cuentas
• Keywords:heat source model, depth of penetration, waist width, fiber laser, beads width, simulation results, penetration depth, waist, depth, beads geometry parameters