Automatic Welding, 2014, №05



2014 №05 (05)

2014 №05 (07)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 5, 2014, с. 35-41
 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОЙ, МИКРОПЛАЗМЕННОЙ И ГИБРИДНОЙ ЛАЗЕРНО-МИКРОПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

В. Д. ШЕЛЯГИН¹, А. М. ОРИШИЧ², В. Ю. ХАСКИН¹, А. Г. МАЛИКОВ², А. А. ЧАЙКА¹

¹ ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
² Ин-т теорет. и прикладной механики им. С. А. Христиановича Сибирского отделения РАН. 630090. г. Новосибирск, ул. Институтская, 4/1. E-mail: admin@itam.nse.ru
 
Реферат
Показана актуальность применения лазерного, микроплазменного и гибридного лазерно-микроплазменного способов сварки алюминиевых сплавов. Выбраны технологические схемы проведения лазерной и лазерно-микроплазменной сварки. Для технологических особенностей трех рассматриваемых способов получения стыковых и торцевых тонколистовых соединений проведены соответствующие эксперименты. Установлено, что при микроплазменной сварке существуют следующие основные недостатки: в случае полного провара наблюдается провисание шва, на сварочных токах более 30 А наблюдается склонность к образованию подреза, при повышении скорости более 40 м/ч снижается стабильность процесса. Для гибридной лазерно-микроплазменной сварки характерно: стабильность процесса на высоких (свыше 60 м/ч) скоростях сварки, уменьшение (в 1,5…2,0 раза по сравнению с микроплазменной сваркой) ширины швов, значительное снижение (до полного устранения) остаточных деформаций, отсутствие разбрызгивания. Установлено, что к характерным дефектам лазерной и лазерно-микроплазменной сварки алюминиевых сплавов относятся провисания швов, сваренных без подкладки, образование подрезов и внутренних пор диаметром 0,1...0,2 мм. Основными путями устранения этих дефектов можно считать следующие: подача присадочных материалов (например, в виде проволоки), использование стальных подложек (в том числе с канавками для формирования нижнего валика), сварка по отбортовке (торцевыми швами); применение режимов сварки с модуляцией мощности источников; сварка внахлест (требует тщательной подготовки поверхностей). Оптимальными значениями погонной энергии при сварке излучением СО2-лазера, по критериям качества формирования соединений, отсутствию пор и трещин, являются 36…70 Дж/мм. Снижение погонной энергии приводит к исчезновению парогазового канала и непровару металла, а увеличение – к образованию горячих трещин. Приведены характерные макро- и микроструктура металла швов и зоны термического влияния соединений, полученных микроплазменной, гибридной и лазерной сваркой. Библиогр. 7, рис. 11.
 
Ключевые слова: сварка, алюминиевые сплавы, лазерное излучение, микроплазма, гибридная лазерно-микроплазменная сварка, типы соединений, эксперименты, режимы, структуры
 
Поступила в редакцию 07.02.2014
Опубликовано 24.04.2014
 
1. Микроплазменная сварка / Б. Е. Патон, В. С. Гвоздецкий, Д. А. Дудко и др. – Киев: Наук. думка, 1979. – 248 с.
2. Гибридная лазерно-микроплазменная сварка металлов малых толщин / Б. Е. Патон, В. С. Гвоздецкий, И. В. Кривцун и др. // Автомат. сварка. – 2002. – № 3. – С. 5–9.
3. Бондарев А. А., Бондарев Андр. А. Лазерная сварка алюминиевых сплавов (обзор) // Там же. – 2001. – № 12. – С. 21–28.
4. Гибридная лазерно-плазменная сварка алюминиевых сплавов / И. В. Кривцун, В. Д. Шелягин, В. Ю. Хаскин и др. // Там же. – 2007. – № 5 – С. 49–53.
5. Генерация излучения с качеством ТЕМ00 моды в непрерывном СО2-лазере мощностью 8 кВт / Ю. В. Афонин, А. П. Голышев, А. И. Иванченко и др. // Квант. электроника. – 2004. – 31, № 4. – С. 307–310.
6. Рабкин Д. М. Металлургия сварки плавлением алюминия и его сплавов. – Киев: Наук. думка, 1986. – 256 с.
7. Коваленко В. С. Металлографические реактивы: Справочник. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1981. – 120 с.