Дипломная работа на тему: Особенности лазерной сварки титановых сплавов

Введение

Основной физической характеристикой процесса нагрева при лазерной сварке металлов является температурное поле на поверхности и в объеме материала, которое может быть определено теоретическими или экспериментальными методами. Если температурное поле известно в зависимости от пространственных координат и в любой момент времени, то можно найти такие важные параметры процесса, как мгновенное значение скоростей нагрева и охлаждения, температурные градиенты по разным направлениям. Знание этих параметров позволяет правильно выбрать требуемый режим работы лазерных установок (энергию, плотность мощности, продолжительность воздействия и др.), используемых в технологических процессах лазерной сварки.

Известно, что параметры температурных полей вычисляются аналитическими, разностными и другими методами. При выполнении данной работы использовалось специальное программное обеспечение, с помощью которого аналитическим путем, решая уравнения теплопроводности, можно определить параметры процесса лазерной сварки металлов методом сквозного проплавления в заданной области в любой момент времени.

При разработке технологии сварки необходимо иметь ясное представление об основных параметрах режимов процесса, их взаимосвязи и влиянии на критерии, определяющие качество сварного соединения. Оптимизация параметров режимов по критериям качества является главной задачей при выборе режимов любого технологического процесса и, в частности, процесса лазерной сварки. [1-2]

Основными параметрами импульсной лазерной сварки являются: энергия импульса, длительность импульса, диаметр сфокусированного луча, положение фокального пятна относительно свариваемой поверхности, скорость сварки, частота следования импульсов.

Кроме того, существуют технологические приемы, такие, как защита шва от окисления, дополнительное легирование или подача присадочного материала.

Правильное сочетание основных параметров лазерной сварки и технологических приемов обеспечит удовлетворение таких критериев качества сварных соединений, как: геометрическая форма сварного шва, механические свойства соединений, технологическая прочность, отсутствие внутренних и внешних дефектов, химический состав и структура шва.

Оглавление

- Введение

- Физические особенности лазерной сварки титановых сплавов

- Выбор условий лазерной сварки титановых сплавов

- Исследование процесса лазерной сварки титановых сплавов толщиной менее 1 мм

- Моделирование процесса воздействия лазерного излучения на металл

- Исследование влияния энергетических и временных характеристик, а также условий фокусировки импульсного лазерного излучения на плавление титановых сплавов толщиной 0,5 мм

- Экспериментальные исследования процессов лазерной сварки титановых сплавов ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- Список использованных источников

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы проведен поиск и анализ научной и патентной литературы.

Изучены физические особенности лазерной сварки титановых сплавов и условия получения качественных сварных соединений.

С помощью метода конечных элементов проведены расчеты распределения температурных полей по поверхности и глубине образцов из титановых сплавов. Расчеты проводились в предположении, что контакт между отдельными слоями не является идеальным, т.е. на границе раздела существует термическое сопротивление, величина которого зависит от чистоты обработки поверхностей, номинального давления между пластинами, пластических свойств свариваемых материалов и т.д.

Исследовано влияния энергетических и временных характеристик, а также условий фокусировки импульсного лазерного излучения на плавление титановых сплавов малых толщин.

Список литературы

8 Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справочник / Н.Н. Рыкалин, А.А. Углов, И.В. Зуев, А.Н. Кокора.- М.: Машиностроение, 1985.- 496 с., ил.

9 Григорьянц А. Г. Основы лазерной обработки материалов. - М.: Машиостроение, 1989.-304с.

10 Колачев Б. А., Елагин В. И., Ливанов В. А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: МИСИС 1999. - 416с

11 Лазерная сварка пористых и компактных титановых элементов / Н.К. Толочко, К. И. Аршинов, И. А. Ядройцеев и др. // Физика и химия обраб. Материалов. - № 4. - С 75-78.

12 Федоров С. А. Сварка лазерным лучом тонкостенных конструкций из титановых сплавов по лазерному резу / С. А. Федоров// Свароч. пр-во. - 1993. - № 8. - С. 16

13 Штамповка, сварка, пайка и термообработка титана и его сплавов в авиастроении / А. Г. Братухин, Ю. Л. Иванов, Б. Н. Марьин и др.; под ред. А. Г. Братухина и др. - М.: Машиностроение, 1997. - 600с.

14 Есьман Р.И., Бахмат В.А., Королев В.М. Теплофизика литейных процессов.- Мн.: Беларуская навука. 1998.- 144 с.: ил.