Гибридные лазерно-дуговые процессы сварки и обработки материалов

Автор: admin от 7-10-2011, 20:36 | Категория: «Судостроение»

Популярность: 0.06 %


 

Эффекты совместного воздействия лазерного пучка и  электрической дуги на обрабатываемое изделие
Развитие лазерно-дуговых процессов начатось в конце 1970-х годов. Идея  совместно использовать лазерный пучок н электрическую дугу для сварки и других видов обработки метатлов таким образом, чтобы оба источника тепла воздействовали на изделие в пределах одной зоны нагрева, принадлежит английскому ученому Стану М., который защитил свое изобретение рядом патентов. Он предложил способы сварки, резки, сверления и обработки поверхности, при которых на обрабатываемое изделие направляют лазерный пучок и одновременно в зоне теплового воздействия лазерного излучения возбуждают дугу между электродом и изделием. Совместно с другими учеными он также выполнил первые экспериментальные исследования эффектов лазерно-дугового воздействия на обрабатываемый металл н применил комбинированный способ сварки в конкретном производстве.

Практически все отличительные особенности новых лазерно-дуговых процессов по сравнению с дуговыми и лазерными способами металлообработки освещены в работах. поэтому остановимся на них более подробно. Схема экспериментальной установки для реализации комбинированных процессов сварки и резки металлов приведена на рис. 1.1. В экспериментах использовался С02-лазер непрерывного действия мощностью 2 кВт. С помощью поликристаллической КС1 линзы с фокусным расстоянием 75 мм лазерный пучок диаметром 1 см фокусировался на поверхность образца в пятно размером 250.. .350 мкм. При этом он проходил через отверстие в медном сопле диаметром 3 мм в экспериментах по сварке или 1 мм в экспериментах по резке. Через сопло лазерной головки в зону обработки подавался гелий или кислород соответственно для сварки или резки. В качестве источника питания дуги использовался аппарат для сварки иеплавяпгамся электродом в инертном газе при токах до 250 А (либо сварочный генератор на ток до 400 А в комплекте с осциллятором). Дуговая горелка могла быть установлена как с той же стороны образца, на которую направлялся лазерный пучок, так и с противоположной. Вольфрамовый электрод горелки, защищаемый потоком аргона, во всех экспериментах был катодом, а изделие - анодом.

При осуществлении лазерно-дуговых процессов сварки и резки были отмечены следующие эффекты. Если оба источника тепла располагались с одной и той же стороны изделия, электрическое сопротивление дуги в режиме устойчивого горения (ток 100 А) под воздействием лазерного излучения уменьшаюсь, о чем свидетельствовало снижение напряжения на дуговом промежутке при одновременном росте тока. Кроме того, анодная область дуги «привязывалась» к плазменному- факелу-, создаваемому над поверхностью металла лазерным пучком. При меньших токах (70 А) неустойчивое горение дуги, связанное с блужданием анодного пятна, сменялось устойчивым вследствие стабилизации ее анодной области в зоне воздействия на образец лазерного излучения. Последний эффект наблюдался и в том случае, когда источники тепла располагались по разные стороны изделия, при условии, что температура металла под пятном лазерного нагрева не менее чем на 400 К превышала температуру окружающей поверхности.



Ключевые слова: Судостроение, Судоремонт

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
 
  • Rambler's Top100
  • Сайт находится на хостинге Host Food