Лазерная сварка алюминиевых сплавов авиационного назначения

Научная библиотека Комментарии к записи Лазерная сварка алюминиевых сплавов авиационного назначения отключены

Шиганов Игорь Николаевич, Шахов Сергей Валерьевич, Холопов Андрей Андреевич // Инженерный журнал: наука и инновации, 2012

Применение лазерного излучения для сварки алюминиевых сплавов авиационного назначения позволяет повысить качество сварных соединений и производительность процесса. Использование для сварки волоконного лазера увеличивает эффективность КПД процесса и позволяет использовать роботизированные системы. Применение лазерной сварки для сборки значительно сокращает время сборки за счет применения присадочной проволоки при сварке. Прочность сварных соединений с присадочной проволокой обеспечивает получение благоприятной структуры в шве и околошовной зоне.

Исследуемые в статье материалы АД37, В-1424, В96Ц термо-упрочняемы и поэтому используются в конструкциях в состоянии закалки и искусственного старения. После сварки таких материалов в результате фазовых и структурных превращений наблюдается их разупрочнение в шве и околошовной зоне. В связи с этим важнейшей задачей является минимизация теплового воздействия лазерного излучения на свариваемый материал. Оценить такое воздействие можно следующими параметрами: форма и размеры сварочной ванны; температура в ближайших точках, прилегающих к шву (околошовная зона); время пребывания металла в этих точках при данных температурах; скорость кристаллизации и охлаждения металла сварочной ванны.

Для анализа тепловых процессов, происходящих в металле при лазерной сварке, использован соответствующий математический аппарат, на основе которого создана компьютерная программа, позволяющая моделировать и рассчитывать параметры процесса лазерной сварки [5]. С помощью такой методики были определены размеры сварочной ванны, критические температуры, до которых нагреваются различные участки сварочной ванны и околошовной зоны, термополя и термоциклы в этих точках, скорости охлаждения.

Установлено, что на расстоянии 1,0 мм, начиная со скорости 2,0 м/мин, температура материала околошовной зоны нагревается не более 400 °С. Максимальный нагрев на расстоянии 0,5 мм при скорости 2,0 м/мин составил не более 500 °С. В то же время, при аргонодуговой сварке на оптимальной скорости 0,5 м/мин значение температуры около 400 °С достигается на расстоянии до 10 мм [3]. Из приведенной зависимости (см. рис. 1, а) ясно, что при лазерной сварке в интервале скоростей 2…8 м/мин при удалении от зоны сплавления более чем на 2 мм опасные температуры не достигаются. Все фазовые и структурные превращения происходят в зоне сплавления и на расстоянии от нее, не превышающем 2,0 мм, если скорость сварки больше 2 м/мин. При скорости 0,8 м/мин опасная зона увеличивается до 3 мм.

Лазерная сварка алюминиевых сплавов может осуществляться излучением как традиционно используемых СО2-лазеров, так и наиболее современных и прогрессивных волоконных лазеров [6, 7]. У каждого из этих лазеров есть свои преимущества и недостатки, однако одним из главных критериев сравнения является эффективность воздействия того или иного вида излучения.

Были проведены исследования эффективности проплавления алюминиевых сплавов на СО2-лазере Яойп 8таг Э8-0 25 с максимальной мощностью излучения 3,5 кВт и на волоконном лазере ЛС-4К с максимальной мощностью излучения 4,0 кВт. Определили значения эффективного, термического и полного КПД процесса сварки

Полное содержание статьи: https://cyberleninka.ru/article/n/lazernaya-svarka-alyuminievyh-splavov-aviatsionnogo-naznacheniya/pdf

 

 

Рекомендуем для Вас


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

Back to Top