ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
43
Защита сварного шва от окисления при лазерной сварке алюминие-
вых сплавов влияет на внешнее формирование шва, пористость, эффек-
тивность проплавления и механические свойства соединений. Суще-
ствуют следующие методы защиты: газовая, флюсовая, флюсогазовая.
В случае применения газовой защиты для получения макси-
мального проплавления и необходимого качества шва, наибольший
эффект достигается при использовании в качестве защитного газа ге-
лия. В целях экономии гелий можно использовать для защиты только
верхней части сварочной ванны, а корневую часть защищать арго-
ном. Газ может подаваться как сбоку, так и коаксиально с лучом.
Флюсовая защита применяется как для защиты шва от окисления,
так и для повышения эффективности проплавления сварного шва и
его качества. Специальные флюсы:
—
способствуют снижению потерь концентрированного лазерно-
го излучения на отражение и рассеивание;
—
способствуют удалению оксидных пленок с поверхности ме-
талла шва и уменьшают число дефектов в сварном шве (поры, вклю-
чения), препятствуя их попаданию в сварочную ванну;
—
обладают высоким значением поверхностного натяжения рас-
плава флюса;
—
обладают температурой плавления более низкой (на 20 °С, чем
температура основного металла);
—
способствуют качественному формированию сварного шва
(
механические свойства, герметичность);
—
не изменяют своих свойств при хранении (минимальная гиг-
роскопичность).
В результате исследований установлено, что перечисленные
свойства могут быть выполнены сочетанием компонентов дисперс-
ностью не более 40 мкм, в состав которых входит графит (2…20 %).
Нижний предел ограничен снижением коэффициента поглощения,
верхний — увеличением температуры. Порошки металлов (не менее
5 %
графита), которые способствуют улучшению формирования шва
и повышают коэффициент поглощения. Фториды щелочных и ще-
лочно-земельных металлов, увеличивающие коэффициент поглоще-
ния излучения, позволяют повысить поверхностную активность и
обеспечивают высокий коэффициент поверхностного натяжения.
Флюс на поверхность может наноситься двумя методами. Пер-
вый метод: флюс подается из питателя непосредственно в зону обра-
ботки с защитным газом. Во втором методе спиртовой раствор флюса
(50
г в 100 мл) наносится кисточкой на подготовленные к обработке
поверхности, после чего образец просушивается горячим воздухом
(80…90
°С) в течение 7…10 мин. Наиболее эффективен метод с
предварительным нанесением флюса на поверхность кромок. По
сравнению с проплавлением без флюса при предварительном нанесе-
нии флюса достигается повышение эффективности на 21 %.