Исследование процессов в зоне воздействия лазерного луча на металл при лазерной сварке в вакууме

Авторы

  • И.Ю. Летягин Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • В.Я. Беленький Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Пермский военный институт войск Национальной гвардии Российской Федерации
  • Я.В. Лямин Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • А.П. Ериков Пермский военный институт войск Национальной гвардии Российской Федерации

DOI:

https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.3.2

Ключевые слова:

лазерная сварка в вакууме, вторично-эмиссионный ток, контроль процесса формирования сварного шва

Аннотация

Приведены результаты исследований вторично-эмиссионных сигналов в зоне взаимодействия лазерного луча с металлом с целью изучения возможности осуществления контроля процесса формирования сварного шва при лазерной сварке в вакууме. Проведены экспериментальные исследования параметров вторично-эмиссионного электронного и ионного токов при импульсной лазерной сварке в вакууме. Исследованы зависимости параметров вторично-эмиссионных сигналов из зоны лазерной сварки в вакууме от расстояния между коллектором заряженных частиц, регистрирующим эти сигналы, и свариваемым изделием, а также влияние степени вакуумирования технологической камеры на параметры вторично-эмиссионных сигналов. Результаты проведенных исследований будут положены в основу разработки методов вторично-эмиссионного контроля процесса формирования шва при лазерной сварке в вакууме, внедрение которых в промышленное производство обеспечит высокую воспроизводимость качества сварных соединений, полученных лазерной сваркой в вакууме, и отсутствие дефектов в сварных швах.

Поддерживающие организации
Статья подготовлена при финансовой поддержке Правительства Пермского края в рамках научного проекта № С-26/794 «Лазерная сварка в вакууме - будущее сварочных технологий» и при финансировании гранта РФФИ № 16-48-590208 «Исследование взаимосвязи параметров вторично эмиссионных сигналов с процессами в парогазовом канале при лазерной сварке в вакууме».

Биографии авторов

  • И.Ю. Летягин, Пермский национальный исследовательский политехнический университет
    кандидат технических наук, доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ)
  • В.Я. Беленький, Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Пермский военный институт войск Национальной гвардии Российской Федерации
    доктор технических наук, профессор кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов», ПНИПУ, Пермский военный институт войск Национальной гвардии Российской Федерации (ПВИ войск Национальной гвардии)
  • Я.В. Лямин, Пермский национальный исследовательский политехнический университет
    кандидат технических наук, доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов», ПНИПУ
  • А.П. Ериков, Пермский военный институт войск Национальной гвардии Российской Федерации
    доцент, ПВИ войск Национальной гвардии

Библиографические ссылки

  1. Беленький В.Я., Трушников Д.Н. Исследование формирования сигнала вторичного тока в плазме при электронно-лучевой сварке с осцилляцией электронного пучка // Сварочное производство. - 2012. - № 11. - С. 9-13.
  2. Беленький В.Я., Трушников Д.Н., Летягин И.Ю. [и др.] Лазерная сварка в вакууме - перспективная сварочная технология изготовления изделий ответственного назначения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. - 2014. - Т. 16. Вып. 4. С. 71-81.
  3. Бойко В.А. [и др.] Рентгеновская спектроскопия лазерной плазмы // В кн.: Итоги науки и техники. Радиотехника. - Т. 27. - М., 1980.
  4. Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 208 с.
  5. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.
  6. Виноградов Б.А., Гавриленко В.Н., Либенсон М.Н. Теоретические основы воздействия лазерного излучения на материалы. - Благовещенск: изд. БПИ, 1993. - 344 с.
  7. Зуев И.В. Обработка материалов концентрированными потоками энергии. - М.: Изд-во МЭИ, 1997. - 437 с.
  8. Летягин И.Ю. Технологические перспективы лазерной сварки в вакууме // Материалы междунар. НТК «Сварка и родственные технологии». - Екатеринбург, 2016. С. 6-7.
  9. Летягин И.Ю., Федосеева Е.М. Оценка сквозного проплавления при лазерной сварке на основе регистрации плазменного факела // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. - 2016. Т. 18. Вып. 1. С. 84-100.
  10. Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера. - М.: Изд-во МГУ, 1975. - 383 с.
  11. Основы физики лазеров и лазерной обработки материалов: учеб. пособие / Д.М. Гуреев, С.В. Ямщиков, - Самара: Самарский университет, 2001. - 392 с.
  12. Трушников Д.Н. Изучение физических процессов при электронно-лучевой сварке по параметрам вторичного тока в плазме // Физика и химия обработки материалов. - 2015. - №5. - С. 36-45.
  13. Янчук Л.М. Зуев И.В., Углов А.А. О влиянии степени заглубления фокуса в материал на параметры проплавления при электронно-лучевой сварке // Сварочное производство. - 1974. - № 12. - С. 3-4.
  14. Current-driven ion-acoustic and potential-relaxation instabilities excited in plasma plume during electron beam welding // Mladenov G.M., Koleva E.G., Varushkin S.V., Trushnikov D.N., Belenkiy V.Y. // AIP Advances. - 2014. - Vol. 4. - Iss. 4.
  15. Letyagin I.Yu., Belenkiy V.Ya., Trushnikov D.N. Benefits and Prospects of Laser Welding Application in Vacuum // IV Sino-Russian ASRTU Symposium on Advanced Materials and Processing Technology (2016): ASRTU conf. proc. / Knowledge E Engaging minds. - Dubai: Knowledge E, 2016. - (KnE Materials Science, ISSN 2519-1438; Vol. 2016). [Электронный ресурс] URL: http://knepublishing.com/index.php/KnE-Materials/article/view/568/1818 (дата обращения: 15.05.2019).
  16. Letyagin I.Yu., Trushnikov D.N., Belenkiy V.Ya. The studies of plasma torch processes by laser beam welding // Mechanical Engineering, Materials Science and Civil Engineering IV (4th ICMEMSCE): [sel., peer rev. papers from the 4th Intern. Conf. on Mechanical Engineering, Materials Science and Civil Engineering (ICMEMSCE 2016), November 19-20, 2016, Sanya, China] / ed. J. Zhao; Trans Tech Publications Inc. - Pfaffikon : TTP, 2017. - ([Materials Science Forum, ISSN 1662-9752 ; Vol. 893]).
  17. Lieberman M.A., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing // MRS Bulletin. - 1994. - Vol. 30. - Р. 899-901.
  18. Trushnikov D.N., Belenkiy V.Ya.,.M., Portnov N.S. Secondary - Emission signal for weld formation monitoring and control in electron beam welding (EBW) // Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. - 2012. - Vol. 43. - № 10. - Р. 892-897.
  19. Trushnikov D.N., Belenkiy V.Ya., Salomatova E.S. Formation of a Secondary Current Signal in Electron Beam welding of Dissimilar Materials // Global Journal of Pure and Applied Mathematics. - 2016, - Vol. 12, - № 1. - Р. 657-676.

Загрузки

Опубликован

2019-10-14

Выпуск

№ 3 (2019)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Летягин, И., Беленький, В., Лямин, Я., & Ериков, А. (2019). Исследование процессов в зоне воздействия лазерного луча на металл при лазерной сварке в вакууме. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 3, 20-29. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2019.3.2