Лазерная сварка и формирование соединений

Подробности

Опубликовано 30.10.2012 15:03

Просмотров: 2995

Технологии лазерной сварки, используемые для соединения материалов малых толщин, имеют ряд преимуществ по сравнению с другими прецизионными процессами сварки плавлением: аргонодуговой, микроплазменной, плазменной и др. К их числу относятся высокая скорость сварки, низкая трудоемкость процесса, широкий спектр свариваемых сталей и сплавов, минимальные деформации от источника нагрева, возможность сварки в труднодоступных местах, комфортные условия труда и хорошая экология.

Однако допустимый диапазон параметров процесса бездефектной сварки материалов малых толщин, обеспечивающих только плавление материала узок. Поэтому при лазерной сварке отдельными точками, короткими штрихами и при импульсной лазерной сварке возможно формирование швов с характерными выбросами металла и кратерами, размеры которых зачастую соизмеримы с размерами самого шва. В этой связи исследование особенностей и причин возникновения подобных дефектов, разработка рекомендаций по их минимизации являются актуальными задачами.

Исследование особенностей формирования сварных соединений - трудоемкая задача. В то же время современные физико-математические методы исследований позволяют не только существенно сократить время экспериментов, но и снизить затраты на их проведение. Поэтому для изучения механизма формирования этих дефектов разработана нестационарная физико-математическая модель формирования короткого шва при импульсной лазерной сварке. Исходными данными для моделирования лазерной сварки (http://www.deltasvar.ru/biblioteka/48-vidy-svarki/86-lazernaja-svarka) являются параметры луча (мощность и диаметр луча), которые при импульсной сварке изменяются во времени, геометрические параметры стыка и теплофизические свойства свариваемого сплава. Конечной целью моделирования являются геометрические размеры шва. Необходимо учесть все технологические параметры и основные физические явления, связывающие данные параметры с размерами шва. Моделирование основано на численном решении уравнений математической физики, описывающих явления, возникающие в металле при воздействии луча на металл и определяющие выделение теплоты и его распространение в металле. Так как учесть все явления, сопровождающие процесс сварки, невозможно, то учитывают только главные из них, которые определяют глубину и ширину сварочной ванны и шва, а также высоту выпуклости и глубину усадочного кратера.