- •Характеристика нержавеющих мартенситностареющих сталей. Структура и свойства мартенситностареющий сталей.
- •Классификация мартенсито-стареющий сталей
- •Свариваемость нержавеющих мартенситностареющих сталей. Коррозионная стойкость сварных соединений.
- •Склонность сварных соединений к образованию холодных трещин.
- •Неоднородность механических свойств в зонах сварных соединений.
- •Условия фокусировки лазерного излучения при сварке.
- •Защита сварочной ванны.
- •Точность сборки под сварку стыковых соединений.
- •Коррозионное растрескивание сварных соединений. Зона термического влияния (зтв) с пониженной коррозионной стойкостью.
- •Влияние режима сварки на мкк.
- •Исследование структуры.
- •Напряженное состояние при лс мсс.
- •Технологическая прочность.
- •Статическая прочность.
- •Ударный изгиб.
- •Усталостная прочность.
- •Технологические рекомендации.
- •Литература.
Условия фокусировки лазерного излучения при сварке.
Максимально возможная глубина проплавления достигается правильным выбором модового состава и фокусирующей оптики.
Часто стремятся к работе лазера на основной моде ТЕМ00, что дает наибольшую концентрацию сфокусированного лазерного излучения. Однако работа на основной моде в газовых лазерах связана с уменьшением мощности излучения примерно в два раза по сравнению с многомодовым излучением.
При многомодовом составе излучения (по сравнению с одномодовым) наблюдается более равномерное распределение плотности мощности.
Глубина проплавления зависит как от концентрации энергии в сфокусированном луче, так и от угла его схождения.
При мощности менее 5 кВт глубина проплавления зависит в основном от плотности мощности, а с увеличением мощности все большую роль играет угол схождения луча и при мощности более 10 кВт определяющее влияние оказывает угол схождения луча.
Плотность мощности в пятне нагрева определяет характер взаимодействия луча с поверхностью металла. При воздействии луча малой плотности мощности (менее 5105 Вт/см2) основными эффектами являются повышение температуры поверхности и термоэлектронная эмиссия, а также фотоэлектрический эффект. Когда плотность мощности приближается к величине 106 Вт/см2, подвод энергии к обрабатываемому участку возрастает. Начинается локальное испарение и в металле образуется парогазовый канал, наличие которого дает возможность лазерному излучению поглощаться в глубине металла, а не только на его поверхности. При этом образуется узкий сварной шов с большим отношением глубины к ширине.
Для эффективного ведения процесса лазерной сварки металлов достаточна плотность мощности (1.06...4.8) 106 Вт/см2.
Установлено, что с повышением плотности мощности излучения заглубление фокальной плоскости необходимо увеличивать, что определяется условием сохранения на поверхности металла минимальной критической плотности мощности, требуемой для поддержания процесса ‘кинжального’ проплавления. При мощностях излучения до 5103 Вт наибольшая глубина шва достигается при заглублении фокуса луча на (1...2) 10-3 м под поверхность.
Оптимальное положение фокальной плоскости зависит не только от мощности излучения, но и от скорости сварки и фокусного расстояния применяемых фокусирующих систем. Увеличение скорости сварки до (139...278)10-3 м/с приводит к изменению оптимального заглубления до нуля. В диапазоне скоростей (8.33...33.3)10-3 м/с влияние скорости сварки не обнаружено.
При мощности излучения 4 кВт для линз с фокусным расстоянием 0.68 м оптимальное заглубление (2.0...2.5)10-3 м, а для линз с фокусным расстоянием 0.21 м (1.0...1.5)10-3 м.
Защита сварочной ванны.
При сварке МСС в качестве защитной атмосферы необходимо применять инертные газы (He,Ar) или их смеси. Активные газы (CO2, N2 ) не используют.
Гелий дефицитный и дорогостоящий газ, поэтому целесообразно использовать смеси He и Ar .
Изменение концентрации He в смеси от 20 до 40...50 % дает резкое увеличение эффективности проплавления от величин, характерных для Ar, до больших значений, присущих чистому He.
Схема подачи защитного газа.
Соосно с лазерным лучем. Возможно окисление поверхности не достаточно остывшего металла.
Вдоль сварного шва со стороны не сваренного стыка.
Для сварки МСС рекомендуют подаваемый газ со стороны луча Ar + He в соотношении 1:1. Корень шва защищают Ar.
Качественная защита гелием достигается при его расходе (52.8...59.4)10-5 м3/с, смесью Ar + He (1:1) - (46.2...52.8)10-5 м3/с. Для качественной защиты корня шва расход Ar (13.2...19.8)10-5 м3/с при подаче его через отверстия диаметром 1.5 мм, расположенные с шагом 20 мм по всей длине сварного шва.