Способ лазерной сварки разнородных металлических сплавов. Патент
Научная библиотека 28.09.2022 Комментарии к записи Способ лазерной сварки разнородных металлических сплавов. Патент отключеныСергей Вячеславович Курынцев // Патент, RU2763706C1
Изобретение относится к лазерной сварке разнородных металлических сплавов с контролем смещения лазерного луча и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для стыковых, угловых и тавровых типов соединений.
Сварку выполняют на открытом воздухе или в атмосфере защитных газов. В процессе сварки контролируют смещение лазерного луча от заданной траектории по изменению длины волны излучения плазменного факела парогазового канала. Над точкой взаимодействия лазерного луча с металлическим сплавом устанавливают фотодиоды с интерференционными узкополосными оптическими светофильтрами, которые перемещают синхронно с лазерным лучом.
По отклонению в результате смещения лазерного луча от заданной траектории значения длины волны излучения плазменного факела от значения, соответствующего свариваемым металлическим сплавам, определяют качество сварного шва и фиксируют место возможного дефекта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Известен способ сварки-пайки разнородных металлических сплавов лазерным лучом (патент 2732303 МПК B23K 26/346 (2014.01), В23К 31/02 (2006.01), B23K 1/005 (2006.01), B23K 9/23 (2006.01), B23K 33/00 (2006.01) опубликовано 15.09.2020 Бюл. № 26), включающий перемещение луча лазера вдоль стыка между соединяемыми заготовками, отличающийся тем, что лазерный луч смещают на одну из соединяемых заготовок на расстояние 0,5 — 5,0 мм от линии стыка, при этом интенсифицируют взаимодействие жидкого металла расплавляемой заготовки со второй заготовкой и смачивают ее путем осуществления круговых колебательных движений лазерного луча по диаметру 1 — 2 мм с образованием металлических связей между заготовками.
Данный способ предназначен для лазерной сварки-пайки стыковых соединений из разнородных сплавов. В данном способе высокое качество сварно-паянного соединения обеспечивается за счет смещения лазерного луча на один из соединяемых компонентов. Однако, в данном способе не предусмотрена система контроля смещения лазерного луча и процесса сварки-пайки в реальном времени.
Известно устройство для адаптивного управления процессом прямого лазерного выращивания изделия (патент 185518, опубл. 07.12.2018 Бюл. № 34, B33Y 30/00 (2015.01), B22F 3/105 (2006.01), содержащее видеокамеру, оснащенную узкополосным оптическим фильтром, и блок управления, включающий в себя вычислительное устройство с программным ПИД алгоритмом регулирования мощности лазерного луча, при этом видеокамера связана с блоком управления посредством интерфейса Ethernet, отличающееся тем, что оно снабжено триангуляционным лазерным датчиком для измерения размеров изготавливаемого изделия, связанным с блоком управления по интерфейсу Ethernet.
Однако, данное устройство предназначено для регулирования мощности лазерного луча и обеспечения высокой точности управления геометрическими размерами получаемых трехмерных изделий.
Известен способ лазерной сварки с контролем процесса формирования сварного шва (патент 2723493, опубл. 11.06.2020 Бюл. № 17, B23К 26/21 (2019.08), B23К 26/0622 (2019.08)), включающий сварку лазерным лучом с контролем процесса формирования сварного шва, отличающийся тем, что процесс сварки проводят в вакууме, в процессе сварки управляют удельной мощностью лазерного луча, при этом измеряют амплитуду и/или частоту вторично-эмиссионного электронного тока в плазме, образующейся над зоной воздействия лазерного луча на металл свариваемого изделия, для чего устанавливают над зоной сварки коллектор заряженных частиц, подают на коллектор положительный потенциал относительно свариваемого изделия и создают внешнюю цепь для зарядов плазмы, а в процессе сварки поддерживают амплитуду и/или частоту полученного сигнала на заданном уровне.
Однако, данный способ предназначен для лазерной сварки с глубоким проплавлением однородных металлических сплавов. Также технологической сложностью указанного способа является необходимость ведения процесса лазерной сварки в вакуумной камере, что уменьшает производительность и ограничивает размеры обрабатываемых заготовок.
Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в разработке способа лазерной сварки разнородных металлических сплавов с контролем формирования состава металла сварного шва, обеспечивающего повышение качества сварного соединения.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении повышения качества, уменьшения брака и повышения прочности сварного соединения за счет применения системы контроля и распознавания отклонения лазерного луча от заданной траектории.
Технический результат достигается тем, что в способе лазерной сварки разнородных металлических сплавов, с контролем процесса формирования сварного шва, включающим сварку лазерным лучом с одновременным контролем качества сварного шва, отличающимся тем, что сварку проводят на открытом воздухе, либо в атмосфере защитных газов, в процессе сварки контролируют смещение лазерного луча от заданной траектории по изменению длины волны излучения плазменного факела парогазового канала, для чего над точкой взаимодействия лазерного луча с металлическим сплавом устанавливают фотодиоды, оснащенные интерференционными узкополосными оптическими светофильтрами, с возможностью синхронного перемещения с лазерным лучом, по отклонению значения длины волны излучения плазменного факела от значения, соответствующего свариваемым металлическим сплавам, в результате смещения лазерного луча, судят о качестве сварного шва и фиксируют место возможного дефекта.
При сварке листов толщиной от 3 мм, для защиты фотодиодов и узкополосных светофильтров от брызг и капель расплавленного металла, применяется «воздушный нож».
Полное содержание на https://yandex.ru/patents/doc/RU2763706C1_20211230
