ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
147
—
появление закалочных структур, снижающее пластические
свойства, что выражается в низкой ударной вязкости и уменьшении
прочности сварного шва при знакопеременных нагрузках;
—
снижение эффективности процесса лазерной сварки в резуль-
тате поглощения части излучения плазменным факелом. Это прояв-
ляется при сварке в среде аргона СО
2
-
лазером на высоких мощно-
стях, что приводит к ограничению свариваемых толщин;
—
высокие требования к сборке заготовок с разделкой под сварку,
вследствие чего затруднен переход от дуговой сварки к лазерной, так
как требуется замена имеющегося сборочного оборудования.
Лазерная сварка была усовершенствована в направлении совме-
щения лазерного излучения с менее концентрированными и более
дешевыми источниками теплоты, такими как сварочная дуга и др.
Совместное использование источников теплоты дает возможность:
—
повысить производительность процесса лазерной обработки за
счет синергетического эффекта, суть которого заключается в том, что
объем расплавленного металла при совместном действии двух или
нескольких источников теплоты с некоторой суммарной мощностью
существенно превышает объем металла, расплавленного каждым из
источников с такой же мощностью, действующих по отдельности;
—
снизить уровень требований к точности сборки свариваемых
заготовок, что возможно за счет теплового расширения кромок, когда
дополнительный источник теплоты находится перед основным ис-
точником;
—
регулировать скорость охлаждения в диапазоне значений тем-
пературы фазовых и структурных превращений, что особенно важно
при сварке закаливающихся сталей.
Следовательно, для решения задачи имеет смысл рассмотреть ла-
зерно-гибридные технологии. В настоящее время наиболее широко
используют лазерно-дуговые технологии, предусматривающие одно-
временное воздействие на обрабатываемое изделие лазерного излу-
чения и электрической дуги [1].
Необходимо отметить, что, несмотря на достигнутые успехи, ла-
зерно-дуговая сварка полностью не решает проблем, стоящих перед
технологами. Особенно это ощущается при сварке изделий больших
толщин из закаливающихся сталей. Эффективность процесса лазерно-
дуговой сварки резко снижается с увеличением толщины свариваемо-
го металла. В отличие от дугового источника теплоты, лазерный луч
обладает высокой проникающей способностью (рис. 1,
а
).
Это позво-
ляет реализовать дополнительное тепловое воздействие в корневой
части сварочной ванны на заднюю стенку парогазового канала, благо-
даря чему сварку больших толщин можно осуществить совмещением
двух лазерных лучей. Таким образом, использование гибридных спо-
собов, предусматривающих совмещение двух или нескольких лазер-
ных лучей, для сварки деталей больших толщин (для сталей толщиной
более 15 мм) имеет определенные перспективы.