Аналіз процесу лазерного газопорошкового наплавлювання, шляхи підвищення його ефективності та характеристик якості наплавлених шарів. Основні фактори та параметри процесу лазерного наплавлювання з електромагнітним перемішуванням, їх взаємозв’язки.
При низкой оригинальности работы "Інтенсифікація процесу лазерного порошкового наплавлювання електромагнітним перемішуванням розплаву", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Аналіз сучасного стану лазерного наплавлювання показує, що основним напрямком поліпшення його якості є підвищення однорідності структури за рахунок інтенсифікації гідродинамічних процесів у розплаві, застосування присадочних матеріалів оптимального складу, які поеднано з режимами обробки забезпечували б формування в поверхневому шарі стискуючих залишкових макронапружень. Удосконалити математичні моделі теплового стану та гидродинамічних процесів при лазерному наплавлюванні урахуванням дії електромагнітного поля; за їх допомогою дослідити комбінований процес та визначити орієнтовні значення характеристик електричної дуги та електромагнітного поля. лазерне порошкове наплавлювання розплав Розробити експериментальний стенд на базі газового СО2 та твердотільного YAG:Nd лазерів з фокусуючою системою та джерелом живлення електричної дуги, пристроєм для утворення електромагнітного поля. Вперше розроблено спосіб лазерного газопорошкового наплавлювання з застосуванням додаткової енергії єлектричної дуги та електромагнітного поля, який у поєднанні з присадочними матеріалами оптимального складу дозволяє одержувати практично бездефектні шари з одночасним підвищенням продуктивності процесу. Експериментальні дослідження проводились на спеціально обладнаних стендах, створених на базі потужних CO2 лазерів "Комета-2", PRS 3000 та 4-х координатного маніпулятору М125, В дослідженнях додатково використовувались лазери ЛТН-103, ЛТИ 502.1.Розроблено спосіб інтенсифікації лазерного порошкового наплавлювання використанням додаткової енергий електричної дуги та електромагнітного поля, який забезпечує, порівняно з традиційним процесом, підвищення на 30-40% геометричних розмірів наплавлених шарів, одержання шарів з високою однорідністю структури, які мають підвищену на 50-95 % зносостійкість та на 100-150% тріщіностійкість, високу міцність зчеплення з основою, 390-400 МПА. 3.Запропонована удосконалена з урахуванням енергії електричної дуги та електромагнітного поля, нелінейна математична модель процесу лазерного порошкового наплавлення з ЕМП, яка дозволяє проводити оцінку размірів наплавлених шарів, швидкостей течії розплавленого металу. 4.Показано, що підведення енергії електричної дуги поєднано з дією електромагнітного поля призводить до підвищення як глибини, так і ширини розповсюдження границі розплаву, суттевому збільшенню швидкості течії розплавленого металу. 6.Використання енергії електричної дуги, за рахунок змінювання сили струму, дозволяє керувати величиною, знаком та характером розподілу залишкових макронапружень у наплавлених шарах. 7.Електромагнітне поле у сукупності з електричною дугою також суттево змінює напружений стан наплавленого шару - підвищує рівень стискуючих напружень у наплавках Fe-B-C з-450 при В=10 MT до-700 Мпа при В=40MT, в наплавках ПГ-СР3 с 150 Мпа при В=0 до-150 при В=30 MT.
Вывод
1.Розроблено спосіб інтенсифікації лазерного порошкового наплавлювання використанням додаткової енергий електричної дуги та електромагнітного поля, який забезпечує, порівняно з традиційним процесом, підвищення на 30-40% геометричних розмірів наплавлених шарів, одержання шарів з високою однорідністю структури, які мають підвищену на 50-95 % зносостійкість та на 100-150% тріщіностійкість, високу міцність зчеплення з основою, 390-400 МПА.
2.Встановлено, що основними параметрами керування процессом лазерного порошкового наплавлювання з ЕМП є: потужність лазерного випромінювання
3.Запропонована удосконалена з урахуванням енергії електричної дуги та електромагнітного поля, нелінейна математична модель процесу лазерного порошкового наплавлення з ЕМП, яка дозволяє проводити оцінку размірів наплавлених шарів, швидкостей течії розплавленого металу.
4.Показано, що підведення енергії електричної дуги поєднано з дією електромагнітного поля призводить до підвищення як глибини, так і ширини розповсюдження границі розплаву, суттевому збільшенню швидкості течії розплавленого металу.
5.Доведено, що досліджені експериментальні порошкові матеріали на основі заліза системи Fe-B-C і ХТН не тільки не поступаються, а навіть перевищують по зносостійкості та тріщіностійкості самофлюсуючі сплави на нікелевій основі типу ПГСР. При цьому показано, що найкращими для лазерного наплавлювання з ЕМП мають бути такі порошкові матеріали, котрі містять оптимальну кількість борідів і залишковий аустеніт, який забезпечує пластичність матриці.
6.Використання енергії електричної дуги, за рахунок змінювання сили струму, дозволяє керувати величиною, знаком та характером розподілу залишкових макронапружень у наплавлених шарах. При струмі дуги від 12А до 42 А в поверхневому шарі наплавок Fe-B-C формуються стискуючи залишкові напружения величиною 300 - 450 МПА. У покрыттях типу ПГ-СР3 електрична дуга знижує рівень ростягуючих напружень з 400-450 до 150-200 МПА.
7.Електромагнітне поле у сукупності з електричною дугою також суттево змінює напружений стан наплавленого шару - підвищує рівень стискуючих напружень у наплавках Fe-B-C з -450 при В=10 MT до -700 Мпа при В=40MT, в наплавках ПГ-СР3 с 150 Мпа при В=0 до -150 при В=30 MT.
8.Тріщіностійкість наплавлених шарів визначається відносною концентрацією борідів і залишкового аустеніту, рівнем напружень та пластичністю матричної фази та може бути підвищена у 1,5-2 рази застосуванням струму електричної дуги з силою більше 20А і магнітного поля с індукцією в межах 35-45 MT.
9.Поверхневі шари, одержані лазерним наплавлюванням з ЕМП, мають максимальну зносостійкість при оптимальних значеннях струму дуги і магнітної індукції Id=42A,B=30MT; при зношуванні відсутнє крихке руйнування та зчіплювання з матеріалом контртіла, знижується коефіцієнт тертя з 0.6-0.7 до 0.3-0,4; мають підвищену міцність зчеплення з основою - 390-400МПА.
10. Для реалізації процесу лазерного порошкового наплавлювання з ЕМП розроблено технологічне обладнання, в тому числі, фокусуючу систему для підведення в зону дії лазерного випромінювання електричної дуги та електромагнітного поля, а також відповідне джерело живлення.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ВИКЛАДЕНО У НАСТУПНИХ РОБОТАХ
1.Gas-powder laser cladding with electromagnetic agitation./V. S. Kovalenko, A. N.
Lutay,N.I.Anjakin, Zraidi Munir. ICALEO”97, San Diego, USA,volume 83,part2, p.21-26.
3.Коваленко В.С., Зрайди Мунір. Джерело живлення електричної дуги для лазерного наплавлення з електромагнітним перемішуванням. Експрес-Новини, Наука, техніка, виробництво.N11-12,с, 38-40.
4.Коваленко В.С.,Зрайди Мунір. Відновлення зношених деталей за допомогою лазерної наплавки- один із шляхів до вирішення екологічних та економічних проблем.Експрес-Новини,Наука,техніка,виробництво.N13-14,1998,с.24 -25.
5.Коваленко В.С.,Лутай А.Н.,Зрайди Мунир. Влияние технологии лазерной наплавки на структуру и износостойкость покрытий. Тезисы международный конференции, 26-28 сентября , г.Алушта, 1995 г.
6.Трещиностойкость лазерных порошковых наплавок./ В.С.Коваленко,А.Н. Лутай,Зрайди Мунир,А.Т.Сердитов,Ю.В.Ключников. Тезисы международный конференции ,17-19 сентября, г,Алушта, 1996 г.
7.Лазерная порошковая наплавка с електромагнитным перемешиванием./ В.С.Коваленко, А.Н.Лутай, Н.И.Анякин, Зрайди Мунир. Тезисы международный конференции ,27-29 мая, г,Алушта, 1997 г.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
