Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. ; ():-.

Одним из перспективных направлений лазерной технологии в машиностроении является лазерная наплавка, с помощью которой получают слой с химическим составом и физическими свойствами, отличными от свойств основного материала. Главное преимущество этого способа по сравнению с традиционными методами наплавки поверхности заключается в незначительном термическом воздействии на деталь и низком коэффициенте перемешивании наносимых элементов с материалом подложки.

Известны способы лазерной наплавки. Выполненные путём оплавления предварительно нанесённых шликерных слоёв  или газотермических покрытий, а также при непосредственной подаче присадочного порошка в зону облучения [1]. При этом процессе используют расфокусированное лазерное излучение, поступательно перемещающееся по наплавляемой поверхности и играющее роль источника нагрева. Так, например, в работах [1],[2] таким способом за один проход удалось получить слой толщиной не более 2 мм при ширине 4 мм, что свидетельствует о недостаточной эффективности использования возможностей технологии.

Авторы считают, что возможно получение наплавленных слоёв более значительных по ширине и толщине. Для этого была изменена схема наплавки. Так, порошок по-прежнему поступал непосредственно в зону наплавки, однако благодаря разработанной конструкции устройства для дозирования и системы подачи порошка появилась возможность выбрать оптимальное соотношение расхода порошка и транспортирующего защитного газа. Кроме того, непрерывное излучение    лазера вначале поступало на сканирующее устройство, а затем на обрабатываемую поверхность. С помощью разработанного сканатора можно перемещать остросфокусированный лазерный луч одновременно в двух плоскостях, описывая фигуры Лиссажу.

Излучение фокусировали линзой  с фокусным расстоянием 350 мм. Мощность излучения составляла 2,0 кВт. Диаметр пятна на поверхности образцов составлял 1,1 мм. Наплавку осуществляли на образцы из стали 45 размером 50х25х25 мм. В качестве присадочного материала использовали  Ni-Cr-B-Siсплава с дисперсностью частиц 40 – 100 мкм.

На Рис.1 представлена схема газопорошковой лазерной наплавки.

ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ

Рис.1 Схема газопорошковой лазерной наплавки.

Лазерный луч перемещался как по круговой траектории диаметром 7 мм с частотой 50 Гц, так и вдоль образца с регулируемой скоростью V. Порошок поступал в зону облучения через сопло специальной формы с площадью среза 7 . Массовый расход порошка G регулировали с помощью дозатора, а транспортирующий и защитный газ аргон с помощью редуктора и контролировали ротаметром. Угол наклона сопла относительно нормали к поверхности α и расстояние от среза сопла до точки пересечения оси сопла с поверхностью регистрировали с помощью лимбов экспериментального стенда. Кроме того, изменяли расстояние зоны введения порошка L1 относительно центра сканирования луча.  Размеры наплавленных слоёв определяли с точностью до 0,1 мм.

Из экспериментов по наплавке было установлено, что ширина наплавленного слоя зависит от амплитуды сканирования и диаметра пучка лазерного излучения. При увеличении скорости обработки с 1,0 до 9,0 мм/с,  высота слоя уменьшается с 3,5 до 0,1 мм, что объясняется снижением количества порошка, приходящегося на единицу площади поверхности образца и уменьшением времени взаимодействия с излучением (рис.2).

ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ

h,мм

Рис. 2. Зависимость высоты наплавленного слоя от скорости и расхода порошка навстречу  и вслед движению.

При скорости более 9,0 мм/с сплошной монолитный валик не образуется- покрытие кристаллизуется в виде цепочки или отдельных капель. Оптимальной скоростью  обработки можно считать 1- 4 мм/с.

С увеличением расхода порошка с 0,3 до 0.8 г/с,  толщина наплавки изменяется от 0,2 до 3,5 мм. Однако и при этом лучшее качество валиков достигается при меньших скоростях и при вдувании порошка вслед движению образца.

На следующем этапе экспериментально было установлено влияние на процесс зоны вдувания порошка L1 и угла наклона сопла α, вслед и навстречу движения  (рис.3).

Максимальная высота слоя получена при α= 30 град., при подаче порошка в центральную часть траектории сканирования. При этом направление движения образца существенного влияния не оказывает.

При α= 45 град процесс наплавки  следует осуществлять только вслед движению  и внесение порошкового материала должно производиться в переднюю часть траектории сканирования.

ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ

h,мм

Рис. 3. Зависимость высоты наплавленного слоя от угла наклона сопла и зоны вдувания газопорошковой струи вслед и навстречу  движению

Выводы.

Анализ полученных результатов позависимости высоты наплавленного слоя от угла наклона сопла и зоны вдувания газопорошковой струи навстречу  и вслед движению  позволяет сделать выводы, что:

  1. Оптимальной скоростью обработки можно считать 2 мм/с. При этой скорости сохраняется баланс высоты, качества наплавленного слоя и термического влияния на основу.
  2. Привдувании порошка в переднюю часть L1=+5 траектории сканирования лазерного луча рост наплавленного слоя происходит незначительно, а угол наклона практически не влияет на высоту слоя, что объясняется недостатком присадочного материала..
  3. При внесении порошка в заднюю часть L1=-5 траектории высота наплавки уменьшается из-за недостатка энергии на его плавление, а слой образуется за счет расплавление частиц порошка, попавших в ванну расплава подложки.
  4. Наилучший результат показали опыты с внесением порошка в центр траектории сканирования. При этом процесс формирования слоя идёт по оптимальному сценарию и образуется полноценный качественный наплавленный слой.
  5. Оптимальный угол наклона сопла является 30 град. При увеличении угла увеличивается горизонтальная составляющая скорости полёта частиц и порошок сдувается с места обработки. При уменьшении угла- частицы порошка экранируют излучение, что приводит к невозможности расплавления подложки.

Список литературы.

  1. Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н.. Шибаев В.В. Влияние некоторых технологических факторов на особенности формирования валиков при лазерной газопорошковой наплавке.//Порошковая металлургия. 1984, №9, с. 39-41.
  2. Абильсиитов Г.А., Сафонов А.Н. Лазерная наплавка и обработка износостойких рокрытий// Сварочное производство, 1983, №9, с.16-17.[schema type=»book» name=»ЛАЗЕРНАЯ НАПЛАВКА СО СКАНИРОВАНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ» description=»Исследована зависимость высоты наплавленного слоя при газопорошковой лазерной наплавке от скорости, расхода порошка, угла наклона сопла и зоны вдувания газопорошковой струи вслед и навстречу движению образца.» author=»Шляпин А.Д., Порошин В.В., Зябрев И.А.» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-02″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
slot thailand slot terpercaya slot dana jendralsmaya slot maxwin slot server luar demo slot slot 4d slot terbaru slot gacor slot deposit pulsa dragonslot99 slot88 selotgacorku slot thailand slot terbaru
404: Not Found