Лазерный мир

Гоц А.Н., Гусев Д.С., Люхтер А.Б.// Современные наукоемкие технологии № 11, 2019

В статье рассмотрена методика экспериментальных исследований прочности составных контрольных образцов из стали и алюминиевых сплавов, которые соединены собой лазерной сваркой, что дает возможность прогнозировать надежность составных элементов составных панелей, широко применяемых в кузовах транспортных средств. Проведен анализ способов соединения листов из алюминиевых сплавов со стальным каркасом, которые условно разделены на сварку в твердой фазе (клеевые соединения, диффузионная, магнитно-импульсная, трением с перемешиванием, клинопрессовая, ультразвуковая) и сварку плавлением (точечно-контактная, дуговая, электронно-лучевая, лазерная и др.). На последний способ соединения меньше влияния оказывают климатические условия, в которых приходится эксплуатировать транспортное средство. Поскольку при лазерной сварке по сравнению с другими способами сварки выделяется наименьшее количество теплоты, то остаточные напряжения и деформации минимальные, а кроме того, уменьшаются размеры зоны разупрочнения. Исследование прочности составных элементов кузовов проводили на контрольных образцах, так как для испытаний реальной конструкции потребуется разработка специальных стендов и методов ускоренных испытаний. Контрольные сварные образцы представляют собой две полосы из стали Ст20 и две пластины из алюминиевого сплава АМг2М, соединенные четырьмя сварными швами, выполненные прямолинейными или кольцевыми замкнутыми непрерывными швами без сквозного проплавления листа алюминиевого сплава. Сварка проводилась на лазерном роботизированном комплексе ЛРК-С с мощностью лазерного излучения 2900 и 3000 Вт и скоростью сварки 18, 20 и 22 мм/с для выбора рациональных технологических режимов. Контрольные образцы изготавливались в соответствии с ГОСТ 6996-66 и подвергались растяжению на универсальной электромеханической испытательной машине с компьютерным управлением WDW-100E. По результатам экспериментальных исследований получены данные о пределах прочности составных контрольных образцов при растяжении, что позволило использовать полученные результаты в расчетах долговечности реальной конструкции.

EXPERIMENTAL STUDIES OF BOND STRENGTH OF THE CONSTITUENT ELEMENTS OF VEHICLE BODIES MADE OF STEEL AND ALUMINUM ALLOYS Gots A.N.1, Gusev D.S.2, Lyukhter A.B.1 1 Vladimir State University named after Alexander and Nikolay Stoletovs (VlSU) 2 EC at VSU LLC The article considers the methods of experimental studies of the strength of composite control samples with welded joints of steel and aluminum alloys, which will predict the reliability of the constituent elements of aluminum panels connected to the steel frame by laser welding, which are widely used in vehicle bodies. The analysis of methods of joining sheets of aluminum alloys with a steel frame, which are conditionally divided into welding in the solid phase (adhesive joints, diffusion, magnetic pulse, friction with mixing, clinopress, ultrasonic) and melting welding (point-contact, arc, electron beam, laser, etc.). The last method of connection less influence have climatic conditions, which have to operate a vehicle. It is shown that laser welding is characterized by the lowest heat input in comparison with other welding methods. Therefore, after laser welding residual stresses and strains are minimal, and in addition to togas, the size of the softening zone is reduced. The study of the strength of the constituent elements of the bodies was carried out on the control samples, since the test of the real design will require the development of special stands and methods of accelerated tests. Control welded samples are two strips of steel St3 and two plates of aluminum alloy AMg2M, connected by four welds, made of straight or circular closed continuous seams without through penetration of the aluminum alloy sheet. Welding was carried out on the laser robotic complex LRK-C with laser radiation power of 2900 and 3000 W and welding speed of 18, 20 and 22 mm/s for the choice of rational technological modes. Control samples were manufactured in accordance with GOST 6996-66 and subjected to stretching on a universal electromechanical testing machine with computer control WDW-100E. According to the results of experimental studies, data on the strength limits of composite control samples under tension were obtained, which allowed to use the results in the calculations of the durability of the real design.

Полное содержание статьи: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41479985