Новости

Опубликован Обзор применения наноматериалов в сварочном производстве, в т.ч. при лазерной сварке.

Дата публикации: 01/03/2011
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Благодаря применению новых технологий - лазерной, электрошлаковой, диффузионной сварки - появилась возможность успешно соединять материалы с особыми свойствами.
При этом следует изучить влияние материалов, содержащих наноструктурированные компоненты, на стабильность процесса сварки плавящимся электродом, а также наноструктурированных материалов — на механические свойства и химический состав сварных соединении и определить технико-экономические показатели процесса с применением материалов, содержащих наноструктурированные компоненты. Лазерная сварка - один из способов сварки, где нанопорошки находят все большее применение.
Разработана технология лазерной сварки с применением нанопорошка, позволяющая получать сварной шов с существенно улучшенными прочностными свойствами. Особенность новой технологии — введение в сварной шов порошка тугоплавкого соединения (например карбида или нитрида титана) с наноразмерными частицами. Это позволяет управлять процессом кристаллизации металла при сварке.
Введение нанопорошка в сварной шов изменяет процесс зародышеобразования, которое происходит на нано-размерных частицах на границе контакта трех фаз (наночастица—зародыш—расплав) и резко изменяет строение и размер (морфологию и дисперсность) растущего зерна.
Структура шва вместо игольчато-дендритной становится квазиравноосной и мелкодисперсной. Уменьшается размер неметаллических включений, соответственно повышаются механические свойства (прочность и пластичность) металла шва, возрастает в несколько раз относительное удлинение, увеличиваются предел прочности и предел текучести. Приводятся результаты исследования процесса лазерной сварки с применением нанопорошковых инокуляторов.
В качестве последних использовали тугоплавкие соединения TiN, TiC, Y2O3, а также их композиции, плакированные хромом.
Подготовленную композицию наносили в виде суспензии на поверхность свариваемых пластин. Применение наномодификаторов позволяет повысить скорость сварки при той же мощности луча за счет увеличения коэффициента поглощения интенсивности лазерного излучения. При этом уменьшается ширина сварного шва, ЗТВ, улучшается качество соединения, измельчается структура металла сварного шва, существенно возрастают его механические характеристики. Исследовали также, лазерную сварку стали с титановым сплавом.
Для проведения экспериментов использовали коррозионно-стойкую сталь и титановый сплав с промежуточными вставками. Наиболее эффективной оказалась вставка на основе меди М1. При этом сварное соединение с медной вставкой обладает высокой прочностью.
Обзор подготовлен к.т.н. Зерниным Е.А. и Кузнецовым М.А. из Юргинского технологического института, филиала ТПУ.

Источник: «Сварочное производство», 2010, № 12, с.23-26 / www.mashin.ru

Статьи по теме:

страницы: 1