Лазерный мир

Минаев, Агеев // СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ И ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. сборник научных статей 2-й Международной научно-технической конференции, посвященной памяти академика А.А. Байкова. Курск, 2021. С. 62-65.

В работе рассмотрены закономерности изменения микротвердости углеродистых сталей при газолазерной резке. Выполнены количественные численные оценки протяженности зоны газолазерного термического влияния. Показано, что по данным дюрометрического анализа протяженность зоны газолазерного термического влияния достигает 2200 мкм.
Ключевые слова: газолазерная резка, микротвердость, зона газолазерного термического влияния, мощность, скорость лазерной резки.

В настоящее время в промышленности широко применяются процессы газолазерной резки (ГЛР) металлических листов из углеродистых сталей различного назначения. При этом одной из актуальных задач современного металловедения является задача исследования структуры и свойств металлических сплавов, при воздействии на них лазерным излучением. Поэтому выявление особенностей изменения структуры и свойств углеродистых сталей при газолазерной резке, позволяет установить закономерности поведения металлических сплавов в экстремальных условиях и разрабатывать на этой основе новые ресурсосберегающие способы обработки. При газолазерной резке происходит высокоскоростной нагрев и охлаждение металла в поверхностных слоях реза, вследствие чего формируется зона газолазерного термического влияния (ЗГЛТВ). Лазерная резка характеризуется локальным энергетическим воздействием на материал, высокой скоростью обработки и хорошим качеством получаемой поверхности, как следствие ЗГЛТВ с модифицированной структурой имеет определенную толщину.
Для определения протяженности ЗГЛТВ (L) применяли металлографические исследования, дюрометрический анализ и измерения микротвердости проводили на двух сторонах образца от поверхности газолазерного реза вглубь образцов в направлении 1 (см. рис.) [1].

Анализ полученных результатов [1, 2] по изменению микротвердости поверхностей зон газолазерного термического влияния показал, что характер изменения микротвердости у всех образцов исследуемых сталей аналогичен: самые высокие значения определены около поверхности реза, затем HV постепенно снижается до достижения значения, характерного для исходного состояния. На некоторых образцах было выявлено повторное повышение микротвердости. Полученные значения L приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных можно сделать неоднозначные выводы о том, что для каждой стали зависимость протяженности ЗГЛТВ от па- раметров ГЛР различна. Так, например, для стали марки 20 протяженность ЗГЛТВ со стороны образца, прилегающей к зоне лазерного воздействия, увеличивается, а со стороны образца, прилегающей к зоне удаления расплава газом, практически не изменяется, в зависимости от режимов ГЛР. Зависимости протяженности ЗГЛТВ от параметров ГЛР для стали марки 35 не выявлены. Для стали марки 45 при толщине образца 8 мм с увеличением мощности протяженность ЗГЛТВ со стороны зоны удаления расплава газом увеличивается. При увеличении скорости протяженность ЗГЛТВ со сторон обеих зон увеличивается. Для стали марки 45 при толщине образца 10 мм с увеличением скорости и мощности протяженность ЗГЛТВ на поверхностях со стороны зоны лазерного воздействия увеличивается. Для стали марки У7 с увеличением мощности и скорости протяженность ЗГЛТВ на поверхностях, прилегающих к обеим зонам, уменьшается. Для стали марки У8А с увеличением скорости и мощности протяженность ЗГЛТВ со стороны удаления расплава газом уменьшается [2-5].

Полное содержание статьи на https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47159057