Физические и механические методы исследования характеристик сварных соединений, получаемых лазерным воздействием

В настоящее время лазерные технологии в современном производстве закономерно пользуются большим спросом, как у крупных производителей, так и в малых фирмах, поскольку они обеспечивают целый ряд преимуществ, непосредственно влияющих на потребительские характеристики продукции: позволяют повысить качество, производительность, снизить себестоимость, обеспечить экологическую чистоту производства.

С появлением мощных оптоволоконных лазеров возникли новые воз- можности использования лазерных технологий в машиностроении. За счет целого ряда факторов лазерная сварка эффективно применяется в области производства деталей авиационной промышленности, позволяя создавать компоненты нового поколения, а также эффективно заменять традиционные методы сварки, обеспечивая ряд технологических преимуществ процесса: ха- рактерные скорости сварки могут достигать до 2000 м/час; зона термического влияния ограничена площадью лазерного пятна, что обеспечивает высокую технологическую прочность и пластичность сварных соединений, минималь- ные деформации и остаточные напряжения; широкий спектр свариваемый материалов: от высоколегированных высокоуглеродистых марок стали до сплавов меди и титана, керамики и стекла; возможность сварки разнородных материалов; хорошая управляемость и гибкость процесса; перемещение луча по поверхности детали любой траектории; возможность полной автоматиза- ции.

Развитие современной робототехники в совокупности с лазерной тех- нологией сварки позволило минимизировать влияние «человеческого факто- ра» при выполнении операций сварки, расширить спектр модифицируемых и контролируемых в процессе работы параметров (вид и длину сварного шва, расположение шва в пространстве, определение последовательности выпол- нения операций, время подачи защитного газа до начала и после окончания сварки, данные для автоматического высвобождения проволоки при привар- ке, скорость подачи и оттягивания проволоки, геометрию шва).

Таким образом, появилась возможность перевести сварку крупногаба- ритных тонкостенных конструкций на новый уровень качества. Учитывая, что перспективные летательные аппараты должны обладать скоростью от ~ 6000 км/ч, а условия работы на таких скоростных режимах связаны с жёсткими требованиями к аэродинамике, высокой рабочей температурой (от 700 ⁰С) и вибрационными нагрузками, отработка режимов роботизированной лазерной сварки пространственных сварных соединений тонкостенных изделий из жаропрочных сталей становится все более востребованной и актуальной, требующей применения новых конструктивно-технологических решений и материалов.

Целью курсовой работы является изучение физических и механических методов исследования характеристик сварных соединений получаемых лазерным воздействием.

Для достижения поставленной цели необходимо следующие задачи:

- рассмотреть процесс лазерной сварки в современном промышленном производстве;

- изучить механическое поведение сварных соединений, получаемых лазерным воздействием;

- изучить физические и механические методы исследования характеристик сварных соединений, получаемых лазерным воздействием;

- рассмотреть процесс разработки технологического процесса лазерной сварки.

1. Хасуи, А. Наплавка и напыление / А. Хасуи, О. Мориаки, пер. с японского В.Н. Попова. – М.: Машиностроение, 2015. – 240 с.

2. Богодухов, С. И. Обработка упрочнённых поверхностей в машино- строении и ремонтном производстве: учеб. пособие / С. И. Богодухов, В. Ф. Гребенюк, А. Д. Проскурин. – М.: Машиностроение, 2015. – 256 с.

3. Шиганов И.Н., Холопов А.В. Лазерная сварка алюминиевых сплавов // Фотоника. –2020. – №3. – С. 6–10.

4. Технология и организация восстановления деталей и сборочных едииц при сервисном сопровождении [Электронный ресурс].: учеб. электрон- ное текстовое издание/ под ред. С. П. Провоторова. – 1-е изд., 2019.– Режим доступа : http://usfeu.ru/Uploads/MetodObespech/KursLekzii/2303031p/ 2303031p_70.pdf

5. Краснов, В. И. Ремонт центробежных и поршневых насосов нефте- перерабатывающих и нефтехимических предприятий / В. И. Краснов, А. М. Жильцов, В. В. Набержнев. – М.: Химия, 2016. – 320 с.

6. Технология поверхностного упрочнения и нанесения покрытий [Электронный ресурс].: учеб. электронное текстовое издание/ под ред. Б. Н. Гузанов. – 1-е изд., 2018.

7. Сидоров, А. И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой / А. И. Сидоров. – М.: Машиностроение, 2017. - 187 с.

8. Киселев, Г. Ф. Техническое обслуживание и ремонт центробежных компрессорных машин / Г. Ф. Киселев, Е. Н. Мыслицкий. - М.: Химия, 2019. - 128 с.

9. Технология обработки упрочнённых и восстановленных поверхно- стей / С. И. Богодухов [и др.]. – М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2019. – 127 с.

10. Молодык, Н. В. Восстановление деталей машин: справочник / Н. В. Молодык, А. С. Зенкин. – М.: Машиностроение, 2019. – 480 с.

11. ГОСТ 6996-66, Сварные соединения. Методы определения механических свойств Welded joints. Methods of mechanical properties determination.