Лазерный мир

Курынцев С.В., Морушкин А.Е. // Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием: в 2-х томах. 2016 НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ РОССИЙСКОЙ АВИАКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ, с: 575-579

В работе описаны основные проблемы и перспективы применения лазерной сварки алюминия в авиастроении. Представлены методы и способы повышения качества сварных соединений из алюминиевых сплавов, полученных лазерной сваркой.

FIBER LASER WELDING OF ALUMINIUM ALLOYS
Kuryntsev S., Morushkin A
In this paper describes the main problems and prospects of laser welding of aluminum in aircraft. Presents methods and techniques improve the quality of welded joints of aluminum alloys produced by laser welding.

Сплавы на основе алюминия применяются во многих отраслях промышленности, в частности, в авиастроении, благодаря своим уникальным свойствам, таким как, низкая плотность, высокие значения прочности и коррозионной стойкости [1]. Также сплавы на основе алюминия обладают хорошей технологичностью, единственным недостатком при обработке является высокая склонность к окислению и образованию на поверхности оксидной пленки, особенно это проявляется при любом методе сварки. В настоящее время для сварки сплавов на основе алюминия в авиа- и ракетостроении активно применяется сварка трением с перемешиванием, а также для сварки алюминия с другими металлами (медь, нержавеющая сталь, титан), аргонодуговая сварка, с применением, так называемого холодного переноса, различные способы лазерной сварки.
Для лазерной сварки применяются волоконные, СО2, твердотельные, диодные лазеры, основным отличием является степень поглощения металлом лазерного излучения различных длин волн [2]. В результате высокого коэффициента отражения лазерного излучения, высокой теплопроводности и теплоемкости алюминий плохо поглощает энергию лазерного луча любой длины волны, самым эффективном в данном аспекте, является волоконный лазер [3]. Однако при некоторых недостатках лазерная сварка имеет ряд преимуществ, таких как, высокая скорость, высокий коэффициент удельного тепловложения, малая площадь нагрева, результатом чего является кратковременное нахождение сварочной ванны в расплавленном состоянии, выгорание меньшего количества легирующих элементов, меньшая зона термического влияния, снижение уровня остаточных напряжений [4]. Даже при использовании присадочного материала при дуговой или лазерной сварке шов всегда будет менее прочным в сравнении с основным металлом, по причине выгорания легирующих элементов [5]. Несмотря на все аспекты применения лазерной сварки, её применение для сварки сплавов на основе алюминия, особенно для малых толщин (менее 1.5 мм), неизбежно.
Лазерной сварке алюминиевых сплавов посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных ученых [2 — 5], основными направлениями исследований являются способы, технологические и технические решения, позволяющие повысить стабильность процесса лазерной сварки и увеличить свариваемость. Авторами [6] исследуется влияние магнитного поля на поведение сварочной ванны, также в работе успешно решены задачи теплопереноса, гидродинамики и влияния электромагнитных полей методом конечных элементов. На рисунке 1 представлено изображение участка, на котором видно значительное влияние магнитного поля на формирование валика и соответствующая макроструктура.

Полное содержание статьи: http://elibrary.ru/item.asp?id=26576705