Сравнительный анализ технологии наплавки штучными электродами и импульсной лазерной наплавки — КиберПедия 

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...

Сравнительный анализ технологии наплавки штучными электродами и импульсной лазерной наплавки

2024-02-15 18
Сравнительный анализ технологии наплавки штучными электродами и импульсной лазерной наплавки 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

 

Практически все принципиальные технические различия технологии электродуговой наплавки и импульсной лазерной наплавки являются следствием того, что дуга является концентрированным сварочным источником энергии, а луч лазера – высококонцентрированным источником энергии. Коэффициент сосредоточенности электрической дуги равен примерно 1,0 х 101 см-2, эффективный радиус его теплового источника » 3,0 х 10-1 см, луча лазера соответственно » 3,0 х 106 см-2 и 6,0 х 10-4 см. Плотности мощности создаваемые в зоне обработки при дуговой наплавке составляют ~ 102 Вт/см2, а при импульсной лазерной наплавке, в режиме теплопроводности, 104¸105 Вт/см2, столь большое различие приводит к скорости нагрева в зоне плавления лучом лазера 104¸105 град/сек, что минимизирует зоны термического влияния.

Таким образом, импульсная лазерная наплавка по сравнению с электродуговой наплавкой характеризуется минимальными объемами расплава, зонами термического влияния и соответственно существенно меньшими поперечными и продольными усадками.

После электродуговой наплавки припуски на последующую механическую обработку могут достигать нескольких мм, что вызывает необходимость последующей обработки.

Использование в качестве источника энергии электрической дуги сопровождается её силовым действием на жидкую фазу расплава металла в результате образуются подрезы, которые не возникают при лазерной наплавке.

Электродуговая наплавка требует предварительного и сопутствующего подогрева мест наплавки и последующей термообработки, в отличие от импульсной лазерной.

Сравнительный анализ наплавки электрической дугой и твердотельным импульсным лазером с длиной волны l = 1,06 мкм приведен в таблице.

 

№ п/п Техническая характеристика метода подварки Электрическая дуга Луч лазера (l = 1,06 мкм)
1. Эффективный радиус теплового источника нагрева 2-3 мм 0,2; 0,3 мм
2. Зоны термического влияния До нескольких мм Несколько десятков мкм
3. Поперечные и продольные деформации + -
4. Подрезы + -
5. Предварительный и сопутствующий подогрев + -
6. Последующая термическая обработка +, - -

Основные преимущества лазерной наплавки по сравнению с электродуговой наплавкой штучными электродами.

 

Электродуговая наплавка штучными электродами Лазерная наплавка Преимущества лазерной наплавки
    Исключается применение подогрева или термообработки, как перед наплавкой, так и после.
    · Отсутствие подрезов · Величина припуска на последующую механическую обработку после наплавки значительно меньше (С2<C1 в 2…3 раза, В21 в 0,5…2 раза).
    · Меньше зона термического влияния (К21 в 10¸100 раз). · Твёрдость наплавленного слоя на уровне твёрдости основного материала.

 

Восстановление пресс-форм.

 

Технология лазерной наплавки может быть использована для восстановления изношенных пресс-форм, штампов и устранения различных дефектов, образующихся в процессе изготовления пресс-форм и штампов. Виды дефектов, устраняемые с помощью лазерной наплавки: места пробы на твёрдость HRC, трещины, забоины, задиры, раковины и поры, разгарные трещины, места адгезионного схватывания.

Технологический процесс лазерной наплавки представляет собой одновременный подвод к месту дефекта лазерного излучения и присадочной проволоки в среде инертных газов. Присадочный материал, расплавляясь, заполняет место дефекта. После лазерной наплавки требуется минимальная, по сравнению с традиционными методами наплавки, механическая обработка.

Высокая точность наведения лазерного луча на место дефекта, локальность действия лазерного излучения позволяет наплавлять строго определённые участки дефектных деталей. Кратковременность протекания процесса, длительность импульса лазерного излучения составляет несколько миллисекунд, а также точная дозировка энергии обеспечивают минимальные зоны термического влияния и отсутствие поводок. Лазерная наплавка позволяет значительно снизить трудоемкость ремонта оснастки и, как следствие, себестоимость за счет исключения из процесса предварительного подогрева, последующей термообработки, необходимости снятия хромистого покрытия с поверхности и последующего его нанесения, если пресс-форма хромированная.

 

Рис. 1. Функциональная схема техпроцесса импульсной лазерной наплавки

 

Для предотвращения окисления расплавленного металла зону наплавки защищают инертными газами, например смесью аргона с гелием. Для наплавки крупногабаритных пресс-форм (длиной до нескольких метров) используют твердотельные лазерные установки оснащенные световолоконными оптическими системами.

 

Практические примеры применения технологии импульсной лазерной наплавки для восстановления изношенных пресс-форм.

 

Технология восстановления изношенных пресс-форм и устранения дефектов при изготовлении новых пресс-форм и восстановлении методом лазерной импульсной наплавки с присадочной проволокой в среде инертных газов используется на ВМП «АВИТЕК» г. Киров с 1979 года. Пример практического применения технологии импульсной лазерной наплавки изношенной пресс-формы с использованием световолоконной оптики показан на рис. 2.

 

Рис. 2. Восстановление изношенной пресс-формы методом импульсной лазерной наплавки с использованием световолоконной оптической системы

 

Для наплавки используется модернизированная технологическая твердотельная установка ЛТУ-2М оснащенная световолоконной системой. Технология восстановления изношенных пресс-форм и штампов методом импульсной лазерной наплавки была успешно внедрена в производство компанией ЗАО «Полимербыт» с использованием установки HTS-Mobile (производства ООО «ОКБ «БУЛАТ»). Мобильная лазерная система HTS-Mobile предоставляет возможность ремонта крупных деталей независимо от их геометрии и расположения рис. 3.

Рис. 3. Возможность обработки многотонных литьевых форм на лазерной установке HTS-Mobile

 

В качестве примера успешного промышленного применения технологии импульсной лазерной наплавки можно привести фирму O.R. LasertechnobogieGmbH (Германия) специализирующуюся на восстановлении изношенных прессформ для автомобильной, резино-технической, холодильной, стекольной, металлургической и других отраслей промышленности рис. 4.

 

Рис. 4. Восстановленные с использованием технологии импульсной лазерной наплавки пресс-формы.

 

Ресурс работы восстановленных пресс-форм, с использованием технологии импульсной лазерной наплавки, как показали производственные испытания, находятся на уровне новых.

 


Поделиться с друзьями:

Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.011 с.