Лазерный мир

. Минаев И.В, Гвоздев А.Е. // АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ МАШИНОВЕДЕНИЯ, Том: 9 Год: 2020 Страницы: 254-260

Проведено комплексное исследование влияния параметров лазерной резки (мощности лазера, скорости движения лазерной головки, давления вспомогательного газа, фокусного расстояния) на критерии формирования поверхности лазерного реза (ЛР) горячекатаных металлических листов из сталей марок Ст3, 20, 35, 45, У8А и 30ХГСА.

Изучены микроструктуры, шероховатость, микротвердость и ортогональность поверхности зоны термического влияния лазерной резки. Построены математические модели критериев качества лазерной резки, связывающие их с параметрами лазерной резки. Выявлены закономерности распределения шероховатости и зоны термического влияния исследованных сталей в зоне лазерной резки. Установлено строение и структура зон лазерной резки исследованных сталей.

Определены рациональные режимы лазерной резки и установлена возможность совмещения в одном процессе лазерной резки и упрочнения поверхности изделий на примере звездочек цепных передач.

Сформированную при лазерной резке поверхность стали характеризовали наличием или отсутствием грата, шероховатостью Rz и протяженностью L зоны термического влияния (ЗТВ). Шероховатость Rz поверхности реза определяли в соответствии с ГОСТ 2789–73 с использованием профилометра TR 220. На поверхности реза каждой звез дочки выполняли не менее 50 измерений. Микротвердость по Виккерсу определяли по вы соте зуба и по профилю звездочки, измерения про водили в соответствии с ГОСТ 2999–75 с помощью твердомера НV 1000 (нагрузка 2 Н, длительность выдержки 10 с).

Зону с повышенной (по сравнению с исходным со стоянием) микротвердостью принимали за ЗТВ. Ее протяженность L определяли по графикам изменения микротвердости с расстоянием от поверхности реза. Микроструктуру вблизи поверхности реза изучали с использованием светового металлографическо го микроскопа Observer Dim на шлифах, выполнен ных на лицевой плоскости зуба, после их подготовки и травления. Для выбора эффективных параметров лазерной резки (мощно сти излучения W, скорости резки V, фокусного расстояния F ) был применен подход многопараметрической оптимизации.

Задачу выбора параметров лазерной резки для получения заданных показателей качества поверхности реза звездочек (шероховатости поверхности и протяженность ЗТВ) решали по двум сценариям. Изучено распределение микротвердости от поверхности реза вглубь образцов после лазерной резки по различным режимам для всех исследуемых сталей. Характер изменения микротвердости у всех образцов исследуемых сталей аналогичен: самые высокие значения определены около поверхности реза, затем постепенно HV снижается до достижения значения, характерного для исходного состояния. Протяженность зоны термического влияния по данным дюрометрического анализа достигает 2,2 мм. Полное содержание.

Полное содержание статьи: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44355365