Зависимость входных параметров лазерного сварочного оборудования и качества выполнения сварного шва из титанового сплава.

Научная библиотека Комментарии к записи Зависимость входных параметров лазерного сварочного оборудования и качества выполнения сварного шва из титанового сплава. отключены

Бабко А. П., Муравьев В. И. // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2021. № 3 (51). С. 65-67

На стадии проведения первичных исследований по получению сварных швов из титановых сплавов ВТ20 и ОТ4 при помощи оптоволоконного лазера IPG возникли значительные трудности, так как по известным литературным источникам зачастую были представлены входные параметры по методике Григорьянца и Патона, согласно табл. 1 [1; 2].

Особенности их входных параметров заключаются в том, что они применимы больше для твёрдотельных лазеров импульсного действия первого и второго поколения, в основе которых применялись элементы рубина и алюмоиттриевого граната [1; 3].

Одной из проблем применения таких параметров стала невозможность выдачи оборудова- нием такого потока мощности (максимальная мощность лазера IPG 2073 Вт), а при понижении па- раметров с сохранением зависимости образовывались сварные швы с наличием неполного про- плавления.

Нехватка информационной базы по оптоволоконному лазеру, который относится к новому перспективному направлению лазеров постоянного действия, вызвала необходимость подбора входных параметров: скорости сварки, мощности, фокуса и подачи защитного газа [3].

Скорость лазерной сварки, как выяснилось, влияет на сварной шов так же, как и в класси- ческой сварке: при больших скоростях ширина сварного шва достаточно низкая (υ = 55 м/ч; а при малых скоростях ширина возрастала от 4,0 мм и более (υ = 28,8 м/ч; S = 3,6…3,9 мм). Сварка при постоянной мощности и фокусе (экспериментальная мощность 1200 Вт, фокус 235 мм) может приводить как к поверхностному свариванию с неполным сплавле- нием кромок (υ = 50…65 м/ч), так и к полному проплавлению и высоким деформациям (υ = 18…24 м/ч), где при скорости уже υ = 16…20 м/ч возникали провалы и прожоги через 10…15 мм после начала прохождения сварного шва. Следующим параметром являлась мощность. При значениях скорости 28,8 м/ч и фокусного расстояния 235 мм получались швы как с неполным проплавлением (при мощности 900 Вт), так и с полным сплавлением и малозначительными деформациями из-за долгого сохранения жидкой фа- зы (при мощности 1350 Вт). Причиной сохранения жидкой фазы является особенность титана – низкая теплопроводность. Габаритные размеры сварного шва также изменялись в зависимости мощности: ширина валика росла с повышением мощности лазерного излучения.

Дефекты при нехватке подачи защитного газа возникали гораздо чаще, так как титан достаточно критичен к повышению температур выше 450…500 ℃, поглощая вредные примеси и увеличивая вероятность образования холодных трещин и пор [4].

Защитный газ предполагалось подавать в соответствии с авиационным стандартом ПИ 1.4.1898-2003 (на S = 2 мм на лицевую – 12…14 л/мин, корневую – 7…9 л/мин), но удовлетворительных результатов не было, так как отсутствовала хорошая защита. Удовлетворительный обатный корневой шов получался при подаче аргона в количестве 10 л/мин и выше. При меньших
показателях – отсутствие блеска сварного шва (вместо этого образование матовой поверхности) и растрескивание через 2…3 мин после прекращения сварки. На лицевом шве зависимость не находилась, так как даже по авиационному стандарту на лицевой шов подача газа в 1,4…1,5 раза больше, чем на корневой, поэтому качество лицевой поверхности было аналогично обратной.

Полное содержание статьи: https://www.elibrary.ru/contents.asp?id=46270276

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top