Проаналізовано сучасний стан розвитку лазерних технологій в галузі інженерії поверхні та показано відсутність систематизованих наукових основ лазерного та гібридного наплавлення та модифікування. Це не дозволяє розвивати нові технологічні підходи та розширювати спектр задач, які доцільно вирішувати методами лазерної поверхневої обробки. Створено математичну модель, за допомогою якої можна визначати параметри режиму обробки шляхом оптимізації розподілу температури за глибиною системи "наплавлений шар - основний метал" за критерієм мінімізації тепловкладання. Дослідження фізико-металургійних особливостей процесів наплавлення та модифікування металевих поверхонь дозволяють за рахунок оптимізації термічних циклів знижують залишкові напруження оброблених шарів, які призводять до мінімізації тріщиноутворення, а також встановлюють критерії усунення внутрішніх пор і відшарування покриттів. Встановлено, що гібридні процеси сприяють значному зниженню рівня залишкових напружень і коефіцієнта тріщиноутворення в наплавлених шарах, зниженню припуску під фінішну механічну обробку у кілька разів, а також зниженню коефіцієнта тертя оброблених поверхонь з одночасним підвищенням їх задиростійкості. Створено узагальнену розрахунково-експериментальну методику вибору параметрів технологічного режиму для процесів лазерного та гібридного наплавлення та модифікування металевих поверхонь.

  Скачати повний текст

Розроблено спосіб газопорошкового наплавлення зі застосуванням лазерного пучка з нерівномірним розподілом потужності у плямі фокусування, науково обгрунтований підхід до вибору наплавочних матеріалів і методику визначення оптимальних режимів обробки, що у сукупності забезпечують формування високоякісних поверхневих шарів із прогнозованими фізико-механічними характеристиками. Наведено результати математичного моделювання теплових процесів, що доводять доцільність застосування пучків зі зміщеним максимумом інтенсивності до краю плями фокусування у напрямку руху променя. Запропоновано спосіб одержання нерівномірного розподілу потужності у плямі фокусування. Розроблено новий підхід до вибору наплавочного матеріалу. Визначено параметри оптимізації режимів наплавлення. Показано, що застосування нерівномірного розподілу потужності та оптимальних режимів дозволяє знизити величину залишкових напружень, кількість тріщин, підвищити зносостійкість. Надано рекомендації щодо застосування отриманих результатів для підвищення ресурсу роботи лопаток турбін, бурових доліт, підп'ятників системи турбонаддуву дизеля.

  Скачати повний текст