Номер патента: 1758963

Авторы: Митрофанов, Мохна, Тулупов

Формула

СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ, при котором в стык свариваемых деталей подают непрерывный поток сфокусированного лазерного излучения и поток газа, которые перемещают вдоль стыка, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, процесс ведут при скорости
V = , ,
где a и - соответственно температуропроводность и толщина свариваемого материала.

Описание

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при изготовлении тонкостенных сварных труб малого диаметра.
Наиболее близким к изобретению является техническое решение, в котором к сфокусированному потоку лазерного излучения добавляется энергия электрического тока дугового разряда катодного пятна, накладываемого на фокальное пятно в месте сварки, при этом ток модулируется синхронно автоколебаниям поглощения лазерного излучения свариваемым материалом. Это позволяет повысить скорость сварки без снижения качества за счет энергии электрического тока [1] .
Однако это техническое решение нельзя применять для интенсификации скорости сварки тонкостенных труб малого диаметра из-за увеличенных размеров поверхности, через которую проводится энергия в зону обработки.
Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа лазерной сварки путем согласования скорости сварки с толщиной свариваемого материала.
Цель достигается тем, что в способе скоростной лазерной сварки, заключающемся в том, что в стык свариваемых деталей подают сфокусированный поток лазерного излучения и поток газа и перемещают потоки относительно стыка, скорость v сварки выбирают по соотношению
V ,
где а - температуропроводность свариваемого материала;
- его толщина.
На чертеже представлено устройство для осуществления способа, содержащее лазерный излучатель 1, зеркало 2 для поворота лазерного пучка в направлении объектива 3, который фокусирует лазерный пучок на свариваемую деталь 4, расположенную на механизме для перемещения 5.
Поток лазерного излучения от лазера 1 поступает на зеркало 2, от которого, проходя через объектив 3 с соплом, фокусируется на стык свариваемой детали 4. Кроме того, через сопло в зону сварки подается и поток газа. С помощью механизма 5 деталь перемещают так, чтобы сфокусированный луч лазера падал на стык.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в установлении максимальной скорости сварки детали, пределом которой может быть только скорость распространения тепловой волны.
Известно, что время распространения тепловой волны на толщину свариваемого материала равно
ta = .
Подставляя в известное полуэмпирическое соотношение для скорости лазерной обработки
V , получаем соотношение для скорости сварки.
П р и м е р. Сварка производилась с использованием CO2-лазера RS-1000 излучающего стабильно как непрерывный, так и импульсный пучки.
Производилась сварка трубки по образующей, параллельной оси, с толщиной стенки 0,15 мм. При этом допускалась максимальная скорость сварки по предлагаемому соотношению
V 199.5 мм/c.
Сварка на максимальной скорости (когда неравенство становилось равенством) происходила с 80% -ным непроваром, а снижение скорости сварки на 30% полностью исключало брак. Дальнейшее снижение скорости ниже 50% от максимальной приводило к провалам шва, т. е. образованию отверстий. Таким образом, изобретение позволяет оптимизировать скорость лазерной сварки и добиться повышения качества лазерной сварки тонкостенных деталей. (56) Авторское свидетельство СССР N 1085135, кл. B 23 K 26/14, 1982.
Использование: изготовление тонкостенных сварных труб малого диаметра. Сущность изобретения: лазерную скоростную сварку ведут по следам тепловой волны при , где a - температуропроводность свариваемого материала; d - его толщина. 1 ил.

Рисунки

Заявка

4901742/08, 10.01.1991

Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей

Мохна А. П, Митрофанов А. А, Тулупов В. П

МПК / Метки

МПК: B23K 26/14

Метки: лазерной, сварки

Опубликовано: 30.04.1994

Код ссылки

<a href="https://patents.su/0-1758963-sposob-lazernojj-svarki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ лазерной сварки</a>

Похожие патенты