Лазерная сварка и ее технологическое применение

Применение технологии лазерной сварки в производстве деталей, узлов и агрегатов изделий РКТ

    Этот сайт посвящен лазерной сварке, ее применению в промышленности, а также применению технологии лазерной сварки в производстве деталей, узлов и агрегатов изделий РКТ (Ракетно-космической техники).

Сварка - один из ведущих технологических процессов в машиностроении. Она широко применяется в производстве отсеков летательных аппаратов, что объясняется высокой технологичностью этого процесса, возможностью соединения материалов различных марок с различными механическими и физическими свойствами. Кроме того, получение герметичных элементов конструкции таких, как топливные баки, узлы орбитальных модулей, магистральные трубопроводы возможно только с использованием технологии сварки.

    Одним из наиболее перспективных методов сварки является лазерная сварка. Лазерная сварка определяется как технологический процесс получения неразъемного соединения частей изделия путем местного расплавления и последующей кристаллизации материалов по их примыкающим поверхностям, в результате чего возникает прочное сцепление, основанное на межатомном взаимодействии.

    Источником нагрева служит сконцентрированный поток излучения квантового генератора. Среди источников энергии, используемой для сварки, лазерное излучение обеспечивает наивысшую концентрацию энергии, превосходя по концентрации другие источники на несколько порядков.

    Луч светового потока направляется на заготовку. Энергия фотонов, при поглощении ее атомами материала, превращается в теплоту. Высокая концентрация теплоты в световом пятне лазера позволяет практически все металлы довести не только до плавления, но и до кипения. Поэтому лазер можно использовать для сварки различных металлов, в том числе тугоплавких.

    Методы лазерной сварки можно классифицировать по трем группам признаков.

    По этим признакам различают сварку с глубоким проплавлением и сварку малых толщин. Лазерная сварка с глубоким проплавлением обеспечивает соединение металлов толщиной более 1,0 мм. Её ведут, как правило, без присадочного материала и в защитной среде для обеспечения эффективного проплавления и высоких свойств сварных соединений.

    Малыми при лазерной сварке считают толщины металлов до 1,0 мм. При использовании непрерывного излучения выполняется шовная сварка, а импульсно-периодическое излучение позволяет выполнять как точечную, так и шовную сварку. В последнем случае шов формируется перекрытием отдельных точек. В большинстве случаев сварку малых толщин ведут без присадки и без защитной среды.

    Лазерная сварка непрерывным излучением выполняется со скоростями, позволяющими в 10-15 раз увеличить производительность по сравнению с традиционными методами сварки плавлением.
Одним из важнейших экономических признаков, свойственных процессу лазерной сварки, является значительная экономия сварочных материалов вследствие малых объемов расплавленного металла шва.

    Локальность обработки обеспечивает рациональное проектирование сварных деталей и конструкций. Важным обстоятельством, связанным с локальностью процесса лазерной сварки, являются минимальные остаточные деформации.

    Рассмотрим процесс формирования сварного соединения на примере шва с глубоким проплавлением.

    Таким образом, проведённая работа позволила сформулировать следующие выводы:

    Лазерная сварка (как и технология лазерной обработки в целом) находит все более широкое применение в различных отраслях промышленности.

    Сварка лазером даёт узкий шов "кинжального типа", с малыми деформациями свариваемых деталей.

    Технология лазерной сварки позволяет получать надёжное соединение материалов толщиной до нескольких десятков миллиметров.

    Лазерная сварка непрерывным излучением позволяет в 10-15 раз увеличить производительность процесса по сравнению с традиционными методами сварки плавлением.

    Для алюминиевых сплавов конструкций РКТ целесообразно применять новую технологию лазерной сварки, заключающуюся в использовании 2-ух лазеров, что позволяет значительно повысить качество и увеличить глубину сварного шва.

    На сегодняшний день основным препятствием в расширении области применения лазерной сварки является высокая стоимость оборудования.

Содержание этого сайта