Індекс рубрикатора НБУВ: К644.78

Рубрики:

Наплавлення металів променем лазера

Шифр НБУВ: Р84270 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К644.7-1

Рубрики:

Інші види наплавлення металів

Шифр НБУВ: Ж14585 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены результаты применения адаптивного алгоритма к решению нестационарного нелинейного трехмерного уравнения теплопроводности, моделирующего температурное поле при нанесении на деталь защитного покрытия с помощью лазерного излучения.

Досліджено процес наплавлення металевих сплавів на основі перехідних металів за допомогою лазерного випромінювання з метою розробки технології нанесення покриттів, що мають аморфно-мікрокристалічну структуру. Одержано оптимальні режими обробки, що у сукупності забезпечують формування високоякісних поверхневих шарів із прогнозованими фізико-механічними характеристиками. Наведено результати математичного моделювання теплових процесів і кінетики аморфізації покриттів під час дії лазерного випромінювання. Встановлено закономірності між технологічними параметрами нанесення та структурою покриттів. Досліджено зносостійкі та корозійні властивості лазерних покриттів з багатокомпонентних сплавів, схильних до аморфізації. Розроблено й оптимізовано технологічний процес і схему лазерного наплавлення робочих поверхонь деталей, що замикають клапани. На підставі порівняльного аналізу оброблених деталей і деталей, одержаних за умов базового технологічного процесу, доведено суттєве підвищення строку служби перших, що дає можливість отримати значний економічний ефект.

Розроблено спосіб газопорошкового наплавлення з 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.

У дисертації захищається спосіб лазерного газопорошкового наплавлювання з застосуванням додаткової енергії дуги та електромагнітного поля, який у поєднанні з присадочними матеріалами оптимального складу дозволяє одержувати практично бездефектні шари з одночасним підвищенням продуктивності процесу. Запропоновані удосконалені математичні моделі теплового стану та гідродинамічних процесів при лазерному наплавлюванні з електромагнітним перемішуванням розплаву. Встановлені закономірності формування наплавленних шарів при використанні різних присадочних матеріалів, параметрів і умов обробки. Визначені закономірності впливу струму дуги, індукції електромагнітного поля, складу порошків і режимів обробки на напружений стан наплавлених шарів, зносостійкість, міцність зчеплення з основою. Розроблено і виготовлено експериментальні зразки відповідного технологічного обладнання.

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.

Computational-experimental method for selection of laser cladding process parameters with the minimized thermal impact on processed detail is proposed. The algorithm for determination of the parameters based on thermal physical task solution considering power balance in sustained process is developed.

Розглянуто комбінований процес лазерно-плазмового наплавлення, коли енергія плазми використовується виключно на транспортування та підігрівання порошку до температури 0,8 - 0,9Тпл, лазерний промінь розплавляє певний об'єм матеріалу основи і доводить до температури плавлення підігрітий плазмою порошок. Процес дозволяє збільшувати продуктивність наплавлення без адекватного підвищення собівартості. Комп'ютерне моделювання з використанням адаптивних методів дозволяє одержувати інформацію про температурні поля і оптимальні параметри лазерного випромінювання, параметри плазмового джерела, режими обробки, що зменшує кількість експериментів й витрати матеріальних ресурсів.

Исследованы особенности технологического процесса лазерной наплавки. Разработана методика выбора режимов и материалов для лазерной наплавки никелевыми самофлюсующимися порошками, позволяющая получать практически бездефектные наплавленные слои с заранее заданными свойствами при наименьшей себестоимости технологического процесса. Предложены математические модели, описывающие технологический процесс лазерной порошковой наплавки. Осуществлено промышленное внедрение технологий и приспособлений, базирующихся на разработанной методике.

На светолучевой установке SR-1 мощностью 5 кВт, разработанной кафедрой сварки университета "Цин-Хуа"(КНР), исследован процесс наплавки смеси порошков самофлюсующегося никелевого сплава и карбида вольфрама обычного и плакированного никелем. Качественный наплавленный слой получен при использовании плакированного карбида вольфрама.

Рассмотрены вопросы термической обработки и наплавки способом светолучевого нагрева с целью повышения работоспособности деталей в условиях нагружения. Установлено, что использование светолучевого источника нагрева является альтернативой лазерному источнику. Показано, что светолучевая наплавка композиционного порошка системы Ni - Cr - B - Si - WC на сталь 45 способствует повышению микротвердости покрытия почти в два раза.

Исследованы структура и свойства наплавленного слоя на основе никеля, полученного при лазерно-порошковой наплавке. Установлено, что в зависимости от технологических режимов наплавки можно получить покрытия с микрокристаллической, аморфно-кристаллической или аморфной структурой. Проведены испытания на коррозионную стойкость и изнашивание. Установлено, что для деталей, работающих в агрессивных средах и в условиях абразивного изнашивания, целесообразно применять наплавленные слои с аморфно-кристаллической структурой.

Изучены физико-механические характеристики композиционных покрытий, полученных с помощью лазерной наплавки. Установлены зависимости служебных характеристик рабочих поверхностей от структурно-фазового состава наплавленных слоев. Разработан механизм повышения износостойкости пары трения.

Проведен ретроспективный анализ развития метода светолучевого нагрева. Определена ведущая роль российских ученых в становлении этого направления. Отмечено, что метод светолучевого нагрева пригоден для сварки и пайки разнообразных материалов, а также термической обработки изделий. Изложены преимущества сварки с использованием светового луча по сравнению с дуговой сваркой.

Изучены особенности структуры сварных и наплавленных соединений латуни Л60 и меди М1, полученных сваркой трением с перемешиванием. Отмечено высокое качество швов, отсутствие дефектов и неоднородностей в зоне сварки. Разработана технология наплавки меди трением с перемешиванием путем выполнения прорезных швов с перекрытием.

Рассмотрены особенности применения гибридной лазерно-дуговой наплавки для качественного заплавления узких полостей в изделиях из алюминиевых сплавов без предварительной механической разделки. Описаны эксперименты по подбору режимов. Показана целесообразность внедрения такой технологии.

Індекс рубрикатора НБУВ: К644.78

Рубрики:

Наплавлення металів променем лазера

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведен анализ и обобщение параметров технологических операций наплавки сплавов черных и цветных металлов с высоким содержанием легирующих элементов. Показано, что необходимое минимальное перемешивание основного металла с высоколегированным наплавленным достигается только при их раздельном плавлении. Наиболее перспективными технологиями наплавки таких сплавов являются плазменная наплавка порошками и гибридные технологии.

Исследованы структурные особенности наплавленных слоев порошками сплавов системы Ni - Cr - B - Si, полученных комбинированным лазерно-микроплазменным способом. Определены технологические преимущества и недостатки объединения процессов лазерной наплавки и микроплазменного напыления. Показано, что разработанный способ комбинированной лазерно-микроплазменной наплавки позволяет повысить качество наносимых слоев при сохранении основных преимуществ, характерных для лазерной порошковой наплавки.