ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
35
Исследования свариваемости перечисленных сплавов наиболее
распространенным дуговым источником нагрева показали, что ос-
новные трудности их сварки заключаются в следующем: 1) склон-
ность сплавов к образованию кристаллизационных трещин; 2) нали-
чие пор и оксидных включений; 3) образование крупнозернистой
структуры в шве, рекристаллизация и оплавление зерен в околошов-
ной зоне; 4) возникновение высоких напряжений и деформаций. Со-
гласно исследованиям, часть трудностей преодолима при дуговой
сварке с использованием специальных технологических приемов в
виде применения сложнолегированных присадочных материалов, фи-
зического воздействия на сварочную ванну, последующей термиче-
ской обработки и др. [3]. Все это усложняет и удорожает технологию
изготовления изделия в целом.
Другой, принципиально отличный путь преодоления указанных
трудностей — применение высококонцентрированных источников
нагрева, из которых наиболее эффективным в рассматриваемом слу-
чае является лазерный луч [4]. Применение лазерного луча для свар-
ки алюминиевых сплавов обладает ценными преимуществами,
наиболее ярко проявляющимися в сравнении с дуговой сваркой:
1.
Высокая концентрация энергии и небольшое пятно нагрева,
позволяющие получать швы с объемом сварочной ванны в несколько
раз меньше, чем при дуговой сварке. Этот фактор положительно вли-
яет на характеристики сварного шва и изделия в целом. Во-первых,
снижение объема расплава и получение швов с большим отношением
глубины проплавления к ширине шва (примерно на порядок по срав-
нению с дуговой сваркой) позволяют уменьшить деформацию дета-
лей примерно в 10 раз, что в свою очередь значительно экономит ме-
талл за счет уменьшения размеров допусков.
Во-вторых, снижение в 2—5 раз ширины шва позволяет повысить
ассортимент деталей, относительно которых ограничены размеры мест
расположения шва вследствие термического влияния и компактности.
В-третьих, малый объем расплавленного металла и специфиче-
ская форма шва в ряде случаев улучшают условия кристаллизации и
тем самым свойства сварных швов.
2.
Высокая производительность за счет скорости сварки, которая
в несколько раз превышает скорость дуговой сварки, и экономии
времени на правку после сварки. Кроме того, есть возможность ис-
ключить механическую обработку после сварки.
3.
Отсутствие электрода, близко расположенного к поверхности
сварочной ванны, ограничивает попадание инородных элементов в
зону обработки.
4.
Жесткий термический цикл с высокими скоростями нагрева и
охлаждения позволяет существенно сократить зону термического
влияния, что предотвращает фазовые и структурные превращения в
околошовной зоне, приводящие к разупрочнению, снижению корро-
зионной стойкости и т. д.