78
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
УДК 621.375.826
А.И. Ми с ю р о в , А у н г Л и н Х т е т
ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ЗАКАЛИВАЮЩИХСЯ
СТАЛЕЙ ЛАЗЕРНЫМИ ГИБРИДНЫМИ
ИСТОЧНИКАМИ ТЕПЛОТЫ
Рассмотрены вопросы гибридной лазерной сварки сталей с различной
теплопроводностью. Установлено влияние технологических пара-
метров на эффективность лазерного воздействия. Наибольшая эф-
фективность достигается при сварке тонколистовых материалов.
Показаны особенности выбора технологических параметров при ги-
бридной сварке закаливающихся сталей.
E-mail:
amisiurov@yahoo.ru
Ключевые слова
:
лазер, источник теплоты, совмещение, эффектив-
ность.
В настоящее время в промышленности все более широко приме-
няется лазерная сварка. Высокая концентрация энергии в пятне
нагрева при такой сварке обеспечивает высокую производительность
и качество изделий. Использование дополнительного источника теп-
лоты позволяет повысить эффективность процесса лазерной сварки
[1].
Реализация преимуществ достигается при регулировании взаим-
ного положения источников теплоты с различными распределениями
плотности мощности.
Сложность процессов лазерной сварки создает трудности в экс-
периментальном определении области рациональных режимов. По-
этому для этого использовали метод компьютерного моделирования,
который упрощает выбор оптимальных параметров обработки. Для
расчетов применяли модель, разработанную в МГТУ им. Н.Э. Баума-
на совместно с Санкт-Петербургским государственным техническим
университетом [2].
На первом этапе исследовали влияние толщины свариваемого ме-
талла с различными теплофизическими свойствами на эффективность
процесса гибридной сварки. Провели расчет для сварки закаливающей-
ся стали 30ХГСА (
λ
t
= 0,32 Вт/(см·K)) и аустенитной стали Х18Н9
(
λ
t
= 0,163 Вт/(см·K)) различной толщины: 0,6; 10; 100 мм. Изменяли
мощность дополнительного источника теплоты в диапазоне значений
2…8
кВт и его положение относительно центра лазерного луча (смеще-
ние) в диапазоне значений –1 … +1 см (рис. 1), а также диаметр допол-
нительного источника теплоты. Соблюдали условие полного провара
пластины. Скорости сварки составляли 1, 3, 4 и 5 см/с.
Анализ приведенных зависимостей показывает, что с увеличением
мощности дополнительного источника теплоты уменьшается мощность
лазерного излучения, необходимая для полного проплавления заданной
толщины металла. Эффективность лазерного воздействия также зависит
от расстояния между центрами источников теплоты.