Лазерный мир

Стрекнев Петр Вячеславович, Куц Любовь Евгеньевна // сборник научных трудов 8-й Международной научно-практической конференции. Юго-Западный государственный университет. 2019

Молибден нашел широкое применение в электровакуумном производст- ве. Молибден марки МЧ (чистый, без присадок) используется для изготов- ления сеток, кернов подогревателей, катодов, обойм, переходных втулок и др.

Для соединения деталей из молибдена между собой и с деталями из других тугоплавких металлов часто применяют лазерную сварку. Однако для защиты зоны сварки молибденовых деталей и деталей из других туго- плавких металлов и их сплавов необходимо применять защитные газы.

Ключевые слова: молибден, лазерная сварка, тугоплавкие металлы и их сплавы, гелий, аргон, сварное соединение, микрошлиф.

Чаще всего при лазерной сварке молибденовых деталей для защиты зо- ны сварки применяют азот. Однако при сварке молибдена с другими туго- плавкими металлами, такими как ниобий или тантал, возникает необходи- мость использовать другие инертные газы. Газы, имеющие более высокие потенциал ионизации и теплопроводность, обеспечивают большую глуби- ну проплавления [1].

При сварке молибдена с ниобием для защиты зоны сварки принято ис- пользовать гелий или аргон. Гелий и аргон относятся к инертным газам, однако они имеют различное влияние на экранирующее действие факела, что сказывается на эффективности воздействия лазерного излучения. Кро- ме того аргон в 1,5 раза тяжелее воздуха, а гелий легче воздуха, что приво- дит к отличиям в структуре газовых потоков защищающих зону сварки. Также следует отметить, что расход гелия при сварке в 3 раза выше, чем расход аргона [2].

Такая разница в свойствах гелия и аргона неизбежно приводит к разнице в микроструктуре зоны сварки.

Следует отметить, что для сварных соединений молибдена характерна крупнозернистая структура материала сварных швов и околошовной зоны, что приводит к хрупкому разрушения полученных сварных соединений. Степень рекристаллизации молибдена зависит от интенсивности и дли- тельности теплового воздействия.

Для соединения керна катода с экраном в конструкции катодного узла мощной высоковольтной СВЧ аппаратуры была применена лазерная шов ная импульсная сварка. По расчетным режимам сварки: энергия импульса 30Дж, диаметр сфокусированного излучения 0,3мм, частота импульсов 2,5Гц, длительность импульсов 6мс, был выполнен кольцевой шов (рис. 1).

В металле шва околошовной зоны сварного соединения молибдена МЧ выполненного лазерной сваркой в среде аргона формируется преимущест- венно столбчатая структура зерен неправильной формы при этом столбча- тая структура является в целом однонаправленной, а линии этой структуры расположены по направлению вдоль литой зоны шва. С другой стороны в металле шва околошовной зоны того же сварного соединения выполненно- го при защите зоны сварки гелием обнаружены те же зерна имеющие столбчатую структуру но имеющие разную направленность.

Таким образом изучив микрошлифы можно предположить, что микро- структура шва при защите аргоном более похожая на микроструктуру отожженного молибдена, а микроструктура при защите гелием более по- хожая на микроструктуру горячепрессованного молибдена, будут иметь и похожие механические свойства. Значит при защите зоны сварки гелием получится более вязкая структура чем при защите зоны сварки аргоном.

Список литературы

1. Виноградов, Б. А. Теоретические основы воздействия лазерного излучения на ма- териалы : учеб. пособие для вузов / Б. А. Виноградов, В. Н. Гавриленко, М. Н. Либен- сон. — Благовещенск : Изд-во Благовещ. политехн. ин-та, 2013. — 344 с.

2. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов : справ. / Н. Н. Рыкалин [и др.]. — М. : Машиностроение, 2016. — 496 с.

Опубликовано в: В сборнике: ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ: ПУТИ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ. сборник научных трудов 8-й Международной научно-практической конференции. Юго-Западный государственный университет. 2019. С. 122-124.