Лазерный мир

Михаил Дмитриевич ПантелеевАлексей Алексеевич СкуповМихаил Олегович Каптаков // патент RU2812921C1

Изобретение относится к области сварки, а именно к получению тавровых соединений изделий из алюминиевых сплавов с низкой свариваемостью, например высокопрочных сплавов системы Al-Cu-Li. Предложен способ лазерной сварки тавровых соединений изделий из алюминиевых сплавов, включающий фиксацию изделий, при которой торец одного изделия перпендикулярно прилегает к боковой поверхности другой, и лазерную сварку соединения, при этом между изделиями размещают пластину из присадочного материала, содержащего переходные и редкоземельные элементы, причем пластина имеет ширину 1,4-1,5δ и толщину 0,25-0,35δ, где δ — толщина торца изделия, перпендикулярно прилегающего к поверхности другого изделия, последующую сварку осуществляют перемещающимся лазерным лучом, направленным в область контакта изделий с пластиной, с одновременной подачей в указанную область защитного газа. Обеспечивается повышение качества и стабильности формирования сварных тавровых соединений, а также упрощение способа их получения.

В настоящее время одним из наиболее перспективных методов сварки высокопрочных алюминиевых сплавов системы является лазерная — благодаря ряду преимуществ по сравнению с традиционно применяемой для соединения алюминиевых сплавов аргонодуговой. Высокая концентрация энергии и небольшое пятно нагрева, а также значительно меньшая зона термического влияния дают возможность повысить свойства сварных соединений алюминиевых сплавов.
Из уровня техники известен способ лазерной сварки ребристых панелей (RU 2605032 C1, В23К 31/02, 20.12.2016), включающий установку и закрепление на опорной поверхности подготовленного полотна панели, расположение на нем и фиксацию стрингера с помощью фиксирующего устройства, двухстороннюю приварку ребра стрингера к полотну панели лазерным лучом, направленным под углом к плоскости стыка, при котором закрепление ребра стрингера осуществляют фиксирующим устройством, выполненным в виде жесткой массивной продольной балки с нижней поверхностью, повторяющей контур внутренней поверхности обшивки и с боковой поверхностью для контакта с поверхностью стрингера, и набором струбцин и прижимных планок, при этом сначала осуществляют прихватку с одной стороны ребра стрингера к полотну панели, после чего осуществляют сварку этой же стороны ребра стрингера к полотну обшивки, а затем при снятом фиксирующем устройстве осуществляют сварку второй стороны ребра стрингера, при этом сварку производят сварочной головкой, снабженной расположенным под углом к сварочному лучу трубчатым соплом для подачи защитного газа, выполненным по длине перекрывающим зону сварки, со срезами на конце, обеспечивающими прилегание к угловой конструкции соединения, и с отверстием для подачи в зону сварки присадочной проволоки и сфокусированного лазерного луча.
Недостатком указанного способа является необходимость подачи присадочной проволоки в зону сварки, что усложняет конструкцию сварочного оборудования и повышает требования к точности позиционирования и ведения инструмента, а именно к взаиморасположению подаваемой проволоки, области воздействия лазерного луча и подачи защитного газа. Наибольшая сложность применения данного способа заключается в обеспечении точности взаимного расположения области воздействия лазерного луча и подаваемой присадочной проволоки, на что оказывают влияние угол подачи проволоки в область воздействия лазерного луча, стабильность их взаиморасположения на протяжении всего процесса, равномерность подачи проволоки, наличие/отсутствие механических повреждений и загрязнений на проволоке.

Полное содержание на https://patents.google.com/patent/RU2812921C1/ru