ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
115
УДК 621.7
Н.А. С м и р н о в а , А.И. Ми с ю р о в
ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ СТРУКТУРЫ
ПРИ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ
Приведены особенности образования структуры при лазерной обра-
ботке, а также результаты металлографических исследований, про-
веденных сотрудниками кафедры «Лазерные технологии в машино-
строении». Выявлены закономерности формирования структуры и
изменения свойств сталей и никелевых сплавов под воздействием из-
лучения лазера в процессе поверхностной лазерной термической об-
работки и наплавки, а также лазерной сварки и сварки комбиниро-
ванными источниками.
E-mail:
smirnovaBMSTU@gmail.com
Ключевые слова:
лазерная термическая обработка, наплавка, сварка,
поверхность, сталь, никелевые сплавы, структура, свойства.
На кафедре «Лазерные технологии в машиностроении» МГТУ
им. Н.Э. Баумана систематически проводятся металлографические
исследования изменения структуры и свойств материала под воздей-
ствием излучения лазера. При разработке технологий лазерной тер-
мической обработки, легирования и наплавки, а также лазерной свар-
ки и сварки с помощью комбинированных источников важную роль
играют закономерности формирования микроструктур в зонах лазер-
ного воздействия сталей и сплавов, которые зависят от режимов об-
работки, химического и фазового составов, предварительной терми-
ческой обработки. Работы по лазерной термической обработке ме-
таллов и сплавов актуальны и в настоящее время.
Лазерное упрочнение — один из основных методов получения тре-
буемых физико-механических свойств поверхности деталей машин.
Процессы, связанные с высокими скоростями нагрева и охлаждения,
приводят к возникновению мелкодисперсных приповерхностных струк-
тур и повышению физико-механических свойств поверхностей деталей.
Появление новых лазерных источников излучения — волоконных лазе-
ров — привлекло внимание к вопросу выбора эффективного источника
для лазерной закалки. Основной недостаток закалки
2
-
СО
и твердо-
тельными лазерами — низкая энергетическая эффективность. Для
СО
2
-
лазера энергетический КПД не превышает 10 %, коэффициент по-
глощения излучения с длиной волны 10,6 мкм металлами низкий. Для
его увеличения используют технологии нанесения поглощающих по-
крытий, что усложняет процесс обработки. Для твердотельных лазеров
с длиной волны излучения 1,06 мкм коэффициент поглощения возрас-
тает, но полный КПД лазера обычно составляет не более 2…3 %.
Для волоконных лазеров с длиной волны 1,07 мкм коэффициент погло-
щения также повышается, КПД волоконных лазеров равен 25 %, что в
2,5—3
раза выше КПД СО
2
-
лазеров. В связи с этим интерес представ-