Определение режимов послойной лазерной сварки пластин из коррозионностойкой стали 

Татьяна Николаевна Иванова, доктор технических наук, профессор, старший научный сотрудник отдела моделирования и синтеза технологических структур, Институт механики, Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (Россия, г. Ижевск, ул. им. Татьяны Барамзиной, 34); профессор кафедры автоматизации информационных и инженерных технологий, Чайковский филиал Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, г. Чайковский, ул. Ленина, 73), rsg078829@mail.ru
Александр Юрьевич Муйземнек, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической и прикладной механики и графики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40),muyzemnek@yandex.ru

Актуальность и цели. Одной из основных особенностей послойной лазерной сварки металлов и металлических сплавов является то, что в результате интенсивного энергетического воздействия происходит сравнительно быстрый разогрев относительно тонкого поверхностного слоя, приводящий к изменению физикомеханического состояния поверхности. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования моделирования воздействия аддитивной механики лазера в коррозионностойкой пластине выявили синусоидальный, прямоугольный, пилообразный формы температурных циклов механики лазера. Целью исследования является установление закономерностей формирования температурных полей в пластинах из коррозионной стали при послойной лазерной сварке, определение рекомендаций по назначению рациональных режимов процесса. Материалы и методы. Использованы аналитические методы исследования температурных напряжений в пластинах, построены цифровые модели распределения температурных полей по поверхности и по глубине детали. Результаты проверены экспериментально металлографическими опытно-промышленными исследованиями. Результаты. Проведенный анализ позволил считать, что наиболее часто реализуемыми при послойной лазерной сварке циклами температурного воздействия являются синусоидальный, прямоугольный и пилообразный. Разработаны методики расчета температурного поля в пластины при любой форме температурного воздействия на поверхности пластины в квазистационарном режиме теплообмена и при несимметричном цикле температурных колебаний. Установлено, что для любой формы температурного цикла температуры поверхности пластины зависит от частоты колебаний. Выводы. При послойной лазерной сварке нагрев металлических деталей лазером может проходить по синусоидальному, прямоугольному, пилообразному циклам с одинаковой длительностью периода охлаждения и периода нагрева. Пределы изменения термических напряжений на поверхности детали существенно зависят от конкретного вида температурного цикла среды.

Ключевые слова

послойная лазерная сварка, коррозионностойкая сталь, пластина, температура, формы температурных циклов

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Иванова Т. Н., Муйземнек А. Ю. Определение режимов послойной лазерной сварки пластин из коррозионностойкой стали // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2023. № 1. С. 159–170. doi:10.21685/2072-3059-2023-1-13