Лазерный мир

Д.В. Антипов, Ю.А. Вашуков, Г.И. Рыжов, А.Н. Никитин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 5. С. 379-382.

В статье производится анализ и оценка прочностных характеристик алюминиевых образцов из материала АМцМ, полученных лазерной сваркой при различных технологических режимах. Исследуется влияние мощности излучения на прочность сварного шва.
Ключевые слова: лазерная сварка, прочностные характеристики, сварное соединение, алюминиевые сплавы, сварка авиационных конструкций.

Конструктивная многогранность деталей, образующая номенклатуру авиационных изделий, заставляет всерьёз задуматься о формировании новых подходов к созданию конструкций с использованием передовых производственных технологий. Одним из таких процессов является лазерная сварка. Целью исследования являлось выявление влияния различных технологических параметров лазерной сварки на прочностные характеристики сварного шва алюминиевых образцов.
Объектом исследования являются сварные образцы из алюминиевого сплава АМцМ

Предметом исследования являются зависимости влияния технологических параметров ручной лазерной сварки на прочностные характеристики алюминиевых образцов.

В эксперименте для определения прочностных характеристик использовались специально подготовленные образцы, полученные из ленточных полос с геометрическими параметрами: толщина – 2 мм, ширина – 20 мм. Предварительно образцы были механически зачищены. Последующая термическая обработка сварных образцов не проводилась.
Сварочный аппарат, используемый в эксперименте, основан на теплопроводности используемого материала. Аппарат позволяет контролировать и размеры сварочной ванны, и размеры сварного шва, соответственно, при помощи регулировки таких параметров как ширина, частота и мощность лазерного пучка и импульсов. Излучатель аппарата – иттербиевый твёрдотельный. В качестве защитной среды использовался аргон. Рабочее давление – 20 л/мин.

Таким образом, в ходе эксперимента было исследовано влияние мощности луча на прочностные характеристики сварного шва. Экспериментально установлено, что при мощности луча η= 75 ∓ 2% наблюдается наибольшее значение предела прочности при растяжении RM для материала АМцМ толщиной S=2 мм. Дальнейшее увеличение мощности более η>80% приводит к снижению прочностных характеристик сварного соединения, ведёт к образованию структурных дефектов в сварном шве – прожогов. Значение мощности луча менее η<65% не способствует формированию прочного шва ввиду малого тепловложения.