Новости

Предложен расчёт параметров импульсной лазерной сварки алюминиевых сплавов малой толщины.

Дата публикации: 29/09/2008
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Российскими специалистами Левиным Ю.Ю. и Ерофеевым В.А. из тульского государственного университета предложен расчёт параметров импульсной лазерной сварки алюминиевых сплавов малой толщины.

Тонколистовые конструкции из алюминиевых сплавов, отличающиеся коррозионной стойкостью и малой плотностью, широко применяют в различных областях техники. Получение неразъемных соединений малых толщин (0,5—1,5 мм) возможно только лазерной сваркой. Импульсно-лазерная сварка (ИЛС) благодаря высокой концентрации энергии в импульсе лазерного излучения обеспечивает качественное проплавление при минимальном тепловложении.
Импульсное лазерное воздействие характеризуется жестким термодеформационным циклом, вызывающим выплески и образование пор, выпуклостей и кратеров. Необходима разработка способов, исключающих их образование и обеспечивающих взаимное перекрытие участков шва, полученных от воздействия отдельных импульсов.
Причиной возникновения выплесков в начале импульса считают быстрое вытекание расплава заглубляющимся парогазовым каналом из сварочной ванны небольшого размера. На поверхности расплава формируется выпуклость, заливающая входное отверстие канала. Высокая концентрация тепловыделения у закрывающегося входного отверстия вызывает кипение металла. Реактивная отдача пара приводит к выплескиванию расплава.
Для предотвращения выплеска рекомендуют выполнять сварку импульсами с постепенным уменьшением мощности. Причиной возникновения пустот в шве является быстрая кристаллизация сварочной ванны, которая опережает затекание канала после окончания импульса излучения лазера. Рекомендуют уменьшать мощность импульса лазера постепенно, чтобы расплав заполнял канал с его дна, а не с горловины. Наклон фронтов импульса обычно подбирают экспериментально в каждом конкретном случае сварки.
Это часто является трудновыполнимым, поэтому в данной работе предлагается теоретическое решение проблемы определения параметров ИЛС, обеспечивающих заданное проплавление и перекрытие шва без выплесков и пор.
Авторы делают выводы:
1. Для предотвращения выплесков при импульсно-лазерной сварке необходимо обеспечить большую поверхность сварочной ванны до образования парогазового канала путем плавного увеличения мощности лазера в начале импульса.
2. Для предотвращения возникновения пустот в металле шва необходимо обеспечить скорость выхода луча из канала меньше скорости заливания канала расплавом путем плавного уменьшения мощности.
3. Для предотвращения образования выпуклости и кратера необходимо поддерживать мощность лазера на уровне, соответствующем порогу возникновения канала.
4. Разработанная математическая модель расчета оптимальной формы импульса обеспечивает отсутствие выплесков, пор и герметичность соединения с заданным проплавлением. В фазе заполнения канала расплавом и кристаллизации металла оцениваются длительности этих процессов.

Источник: «Сварочное производство», 2008, № 4, с.20-24, www.mashin.ru

Статьи по теме:

страницы: 1