ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
149
Для осуществления экспериментальных работ по гибридной тех-
нологии необходимо специализированное оборудование. Трудности
подбора плазменного оборудования связаны с привязкой большин-
ства производителей к отработанным технологиям. Поэтому предпо-
чтение отдано водоохлаждаемым горелкам с остроконечным соплом.
Существует два вида применяемых плазмотронов. Это интегри-
рованные плазмотроны прямого и косвенного действия. У плазмо-
тронов прямого действия анодом является изделие, у косвенного –
корпус плазмотрона. С помощью первого вида плазматронов можно
осуществлять процессы сварки, резки, наплавки, с помощью второго
вида — процессы обработки диэлектрических материалов, закалка,
нанесение покрытий и т. д.
В настоящее время рассматриваются так называемые интегриро-
ванные плазмотроны, у которых лазерный луч проходит через плаз-
менную струю (рис. 1,
б
).
Основные преимущества этих плазмотро-
нов основаны на том, что лазерный луч, проходя через плазменную
струю, значительно увеличивает температуру плазменного факела. В
результате увеличивается электропроводность и, соответственно,
концентрация электрической энергии в плазме и дуга становится бо-
лее концентрированной. Указанные возможности большей концен-
трации плазменной дуги при прохождении лазерного луча также со-
здают так называемый синергетический эффект и повышают эффек-
тивность проплавления этого источника. В результате два источника
с некоторой мощностью, которые в отдельности не могут, например,
проварить толщину в 2 мм, при соединении в равных долях и сниже-
нии суммарной мощности до того же значения имеют возможность
проварить толщину до 3 мм за счет взаимного воздействия и увели-
чения эффективности каждого источника. При этом стоимость затра-
ченной энергии будет ниже стоимости лазерного процесса.
При соответствующей конструкции плазматрона перспективен ме-
тод нанесения покрытий с помощью лазерно-плазменных технологий.
Существует несколько схем реализации гибридной лазерно-плаз-
менной сварки. Под плазменной сваркой понимается сварка лазер-
ным излучением совместно со сжатым дуговым разрядом с интен-
сивным плазмообразованием. В работе [4] проведен обзор такой тех-
нологии и рассмотрено ее развитие в хронологическом порядке, а
также отмечена перспективность этих процессов. Целесообразно вы-
делить две схемы реализации:
1)
лазерно-плазменная сварка с применением интегрированных
плазмотронов;
2)
последовательная лазерно-плазменная сварка.
Лазерно-плазменная сварка с применением интегрированных
плазмотронов.
Идея такого способа сварки не нова, однако до сих пор
не исчерпала своего потенциала. Схем реализаций и конструктивных
решений процесса достаточно много (рис. 2,
а
).
В результате совмест-
ного воздействия лазерного луча и плазменной струи при образовании
сварочной ванны пространственная стабилизация пятна дуги на