Про вибір просторового положення для лазерного зварювання алюмінієвого сплаву АМг6М

Про вибір просторового положення для лазерного зварювання алюмінієвого сплаву АМг6М = On choice of spatial position for laser welding of AMg6M aluminium alloy / А. В. Бернацький, В. Д. Шелягін, О. В. Сіора, О. М. Берднікова, І. М. Клочков, В. М. Сидорець // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2019. – № 1 (475). – С. 19–24.Анотація. Мета. Метою дослідження було встановлення впливу просторового положення під час лазерного зварювання алюмінієвого сплаву АМг6М на якість, механічні характеристики та структурні параметри з’єднань. Методика. У пластинах алюмінієвого сплаву АМг6М товщиною 6 мм робили провари лазерним випромінюванням, за різних просторових положеннях зварювання – від горизонтального до вертикального. Лазерне зварювання виконували «на підйом» та «на спуск». Проводили оцінку якості одержаних проварів за результатами візуального, радіографічного контролю та аналізу даних металографічних досліджень. Визначали, під яким кутом нахилу пластини одержується найбільш якісне з’єднання з найменшою кількістю дефектів. На обраному режимі виконували зварювання стикових з’єднань зі сплаву АМг6М товщиною 2 мм. За результатами механічних випробувань, візуального, радіографічного контролю та металографічних досліджень цих стикових з’єднань виконували оцінку їхньої якості за критеріями діючих стандартів. Результати. За всіх кутів нахилу в зразках з алюмінієвого сплаву АМг6М виявлено ланцюжки пор по всій довжині шва. Аналіз рентгенограм показує тенденцію зменшення як кількості, так й розміру пор, у разі зменшення кута нахилу з 90° до 45°, та їх зростання в разі подальшого зменшення кута нахилу до 0°. Така закономірність спостерігається під час зварювання як «на спуск», так і «на підйом». Найменшу кількість пор зафіксовано під час зварювання «на спуск» із кутом нахилу з 60°. Установлено, що ланцюжки пор переважно формуються в кореневій частині шва. Тому цей дефект може бути ліквідований шляхом досягнення повного провару під час зварювання на підкладці, коли примусово сформований зворотний валик шва, який містить більшість дефектів, видаляється шляхом механічної обробки. Наукова новизна. Вперше встановлено, що для забезпечення більш стабільного формування якісного стикового зварного з’єднання з алюмінієвого сплаву АМг6М та запобігання виходу з ладу лазерного обладнання процес зварювання необхідно проводити у вертикальному просторовому положенні «на підйом». Практична значимість. Одержані авторами результати використані під час створення технологічних рекомендацій з виготовлення зварних ребристих панелей для деталей та конструкцій ракетно-космічної техніки.Abstract. Purpose. The aim of the study was to determine the effect of the spatial position of the laser welding of aluminum alloy AMg6M on the quality, mechanical characteristics and structural parameters of the joints. Method. In the plates of aluminum alloy AMg6M 6 mm thick, meltdowns (not the entire thickness of the plate) by laser beam at different spatial positions of welding from horizontal to vertical was made. Laser welding was produced upward and downward. An assessment of the quality of the obtained meltdowns based on the results of visual, radiography control and analysis of microscopy research data was carried out. The tilt angle of the plate to obtain the highest quality joint with the least amount of defects was determined. In the selected mode, welding of 2 mm thick AMg6M alloy butt joints was produced. Quality evaluation of these butt joints according to criteria of the current standards were carried out based on mechanical tests, visual and radiography examinations, and microscopy research. Results. In samples of aluminium alloy AMg6M chains of pores were found along the entire length of the weld at all tilt angles. The X-ray analysis shows a tendency to decrease both the number and size of pores, with a decrease of the slope from 90° to 45°, and their increase with a further decrease of the slope to 0°. This regularity is observed when both downward and upward welding. The smallest number of pores is recorded when downward welding with tilt angle of 60°. It is revealed that the chains of pores are formed mainly in the root part of the weld. Therefore, this defect can be eliminated by achieving a complete meltdown at welding on the substrate, when a force formed back weld containing most of the defects is removed by machining. Scientific novelty. First time it is revealed, to ensure a more stable formation of high-quality welded joints of aluminum alloy AMg6M and prevent failure of the laser equipment, the welding process must be carried out in an upward vertical spatial position. Practical importance. The results obtained by the authors were used to create technological recommendations for the manufacture of welded stringer panels for parts and structures of space engineering

Дослідження структури та властивостей стикових з’єднань з різнорідних сталей, отриманих за допомогою лазерного зварювання

The study of laser welding of butt joints of the stainless steel Х18Н9 (Kh18N9) and low-carbon steel 10 has been represented. It has been proposed to weld with displacement of the fine-focused laser beam on the side of the high-chromium steel, relatively to the seam. The structural features of welded joints and their mechanical properties have been analyzed.Приведены исследования по лазерной сварке стыковых соединений из нержавеющей стали Х18Н9 и низкоуглеродистой стали 10. Предложено вести сварку со смещением остросфокусированного лазерного луча на сторону высокохромистой стали относительно линии стыка. Исследованы структурные особенности сварных соединений и их механические характеристики.Наведено дослідження з лазерного зварювання стикових з’єднань з нержавіючої сталі Х18Н9 та низьковуглецевої сталі 10. Запропоновано вести зварювання зі зміщенням гостросфокусованого лазерного променя на бік високохромистої сталі відносно лінії стику. Досліджено структурні особливості зварних з’єднань та їх механічні характеристики

Лазерне зварювання в атмосфері низького тиску

The comparative study of laser welding opportunities under low pressure in the controlled atmosphere of protection gas and electron beam welding has been performed. It has been established that the application of the fine-focused laser irradiation source during welding in the low pressure atmosphere allows to increase the process velocity more than 3 times compared to the electron beam welding equal to heat source in power.Проведено сравнительное исследование возможностей лазерной сварки при низких давлениях в контролируемой атмосфере защитного газа и электронно-лучевой сварки. Установлено, что применение источника остросфокусированного лазерного излучения при сварке в атмосфере низкого давления позволяет более чем в 3 раза повысить скорость процесса по сравнению с электронно-лучевой сваркой равным по мощности тепловым источником.Проведено порівняльне дослідження можливостей лазерного зварювання при низьких тисках у контрольованій атмосфері захисного газу та електронно-променевого зварювання. Встановлено, що застосування джерела гостросфокусованого лазерного випромінювання при зварюванні в атмосфері низького тиску дозволяє більш ніж у 3 рази підвищити швидкість процесу порівняно з електронно-променевим зварюванням рівним за потужністю тепловим джерелом

Дослідження гібридного лазерно-дугового зварювання високоміцних сталей

The research on hybrid laser-arc welding of high strength steel of the 14ХГН2МДАФБ (14KhGN2MDAFB) type has been done. The influence of the main process parameters on the features of the welded joints formation has been defined.Проведены исследования по гибридной лазерно-дуговой сварке образцов из высокопрочной стали 14ХГН2МДАФБ. Установлено влияние основных технологических параметров процесса на особенности формирования сварных соединений.Проведено дослідження з гібридного лазерно-дугового зварювання зразків з високоміцної сталі 14ХГН2МДАФБ. Встановлено вплив основних технологічних параметрів процесу на особливості формування зварних з’єднань

Лазерне наплавленння з використанням ручного інструменту в напівавтоматичному режимі роботи

Лазерне наплавленння з використанням ручного інструменту в напівавтоматичному режимі роботи = Laser cladding utilizing a handheld tool using semi-automatic cladding modes / А. В. Бернацький, М. В. Соколовський, О. В. Сіора, В. А. Лукашенко, Н. О. Шамсутдінова, О. О. Данилейко, В. І. Бондарєва // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2022. – № 2 (489). – С. 19–25.В даній роботі було досліджено певні технологічні особливості наплавлення ручним лазерним інструментом в напівавтоматичному режимі роботи. Мета. Метою дослідження даної роботи було висвітлення технологічних особливостей ручного лазерного наплавлення, що пов’язане з отриманням рівної наплавленої поверхні, а також висвітлення особливостей різних процесів лазерного наплавлення та їх експериментальне порівняння. Методика. Проведено серію експериментальних наплавлень на зразки. Знято мікро- та макро-шліфи, проведено структурний та фрактографічний аналізи. Результати. Дослідження показали, що одержання рівної наплавленої поверхні при наплавленні ручним лазерним інструментом в напівавтоматичному режимі досягається тоді, коли один валик перекривається другим на величину в 30-50% його ширини. Порівняння процесів порошкового наплавлення з наплавленням присаджувальним дротом ручним лазерним інструментом встановило, що за рахунок малої теплоємності часток наплавочного порошку й поганого теплового контакту між ними, на їхнє плавлення потрібно затратити значно меншу частку енергії, ніж на плавлення монолітної ділянки присаджувального дроту з діаметром значно більшим, ніж діаметр порошкових часток. Через ці та інші причини, лазерне наплавлення дротом є більш енергоємним процесом у порівнянні з лазерним порошковим наплавленням. Наукова новизна. Отримані результати дають змогу закласти базу для оптимізації режимів обробки напівавтоматичних режимів роботи лазерного наплавлення з використанням ручного лазерного інструменту, а також обрати більш технологічно відповідний вид обробки для подальшого конструювання нових ручних інструментів, призначених для лазерного наплавлення. Практична значимість. Проведені результати дослідження допоможуть у впровадженні технології лазерної напралення на підприємствах різних галузей, де існують задачі пов’язані із наплавленням на тонколистові метали (вуглецевих сталей, алюмінієвих, титанових і магнієвих сплавів), необхідні при виготовленні одиничних виробів, дрібних партій деталей або проведенні робіт у важкодоступних місцях.In this study, certain technological features of semi-automatic laser cladding using a manual laser tool were investigated. Purpose. The purpose of this study was to highlight the technological features of manual semi-automatic laser cladding, related to obtaining a flat uniform surface, as well as highlighting the features of various laser surfacing processes, coupled with their comparison on experimental basis. Method. A series of experimental laser cladding operations was carried out on samples. Micro- and macro-sections of the samples were prepared, on which structural and fractographic analyzes were carried out. Results. Conducted study has shown that obtaining a smooth cladding surface during cladding with a manual laser tool in semi-automatic mode is possible when one is overlapped by another by 30-50% of its width. The comparison between the powder-fed laser cladding and the wire-fed semi-automatic laser cladding has established that due to the low heat capacity of the particles of surfacing powder and poor thermal contact between them, a much smaller proportion of energy must be spent on their melting than on the melting of a monolithic section of the filler wire with am diameter significantly larger than the diameter of the powder particles. For these and other reasons, laser cladding with a wire is a more energy-intensive process compared to laser powder cladding. Scientific novelty. The obtained results allow us to lay a base for optimization of the semi-automatic laser cladding modes for laser cladding processes utilizing a handheld tool, as well as allowing us to choose a more technologically fitting type of the process for further development of new manual laser cladding tool designs. Practical importance. The presented research results will help in the implementation of laser surfacing technology at enterprises of various industries, where tasks related to laser surfacing on thin sheet metals (carbon steels, aluminum, titanium and magnesium alloys), which are necessary in the manufacturing of single products, small batches of parts or when working with complex surfaces, exist