Оборудование и материалы

Технологические эксперименты проводились на базе гибридных лазерно­дуговых сварочных установок, созданных в ходе выполнения государственных контрактов № 02.527.11.9001 и
№ 02.527.11.0010 Министерства образования и науки РФ (рис. 4 и 5). В качестве источника лазерного излучения использовались иттербиевые волоконные лазеры ЛС5 и ЛС15 с максимальной выходной мощностью 5 и 15 кВт. Излучение транспортировалось по волоконному кабелю к оптической сварочной головке лазерно­дугового модуля. Для фокусировки излучения использовались сварочные головки YW50 фирмы Precitec и HighYAG BIMO с фокусными расстояниями 250 и 400 мм и фокальным диаметром 0.4 мм. Головка YW50 была снабжена однокоординатным сканатором, позволяющим достигать амплитуды сканирования луча на поверхности изделия до 2 мм при частотах сканирования до 600 Гц.

Экспериментальные установки также укомплектованы источниками питания дуги ВДУ506ДК и ВДУ1500, производства фирмы «ИТС», лицензированными для сварки трубопроводов. Данные источники питания обеспечивают в режиме MIGMAG (плавящийся электрод в среде инертного или активного защитного газа) требуемые значения наклона внешней характеристики. Для подачи присадочного материала использовался подающий механизм ПДГО – 601, входящий в комплект дугового модуля.

Рис. 4 Лазернодуговой гибридный технологический комплекс

?

Рис. 5 Процесс лазерно­дуговой сварки

В ходе экспериментов проплавлялись и сваривались в стык плоские образцы толщиной 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 15 мм из сталей Ст3, 25Г2С, 10Г2ФБЮ, 12Х18Н9Т. Сварка осуществлялась прямолинейными стыковыми швами в нижнем пространственном положении. Для защиты сварочной ванны и металла шва использовались аргон, двуокись углерода сварочная и их смеси.

В качестве присадочного материала в экспериментах использовались порошковые проволоки с повышенным содержанием раскислителей и флюсующими материалами, способными создавать на поверхности сварочной ванны жидкие пленки, препятствующие проникновению газов (кислорода и азота) в расплавленный металл, и сплошные проволоки из алюминиевых сплавов.

Качество всех сварных швов оценивалось визуально по их внешнему виду и на основании металлографических исследований поперечных шлифов. Определялись глубины проплавления и другие параметры геометрии шва.