Разработка способа двухлучевой лазерной сварки конструкционных низколегированных трубных сталей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.10, кандидат технических наук Грезев, Николай Витальевич

• Грезев, Николай Витальевич
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Грезев, Николай Витальевич

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Использование лазеров в промышленности.

1.2. Особенности формирования и кристаллизации швов при лазерной сварке с глубоким проплавлением.

1.3. Основные характеристики технологических лазеров.

1.4. Комбинированные и гибридные технологии лазерной сварки.

1.1. Цели и задачи работы.

Заключение диссертации по теме «Сварка, родственные процессы и технологии», Грезев, Николай Витальевич

Общие выводы и результаты работы

1. Экспериментальные и теоретические исследования в лабораторных условиях позволили разработать и обосновать новый способ получения сварных соединений конструкционных низколегированных трубных сталей ДЛЛС.

2. Выполненное математическое моделирование тепловых и плазменных процессов, а также экспериментальное исследование режимов ДЛЛС позволили: установить, что при ДЛЛС по сравнению с однолучевой ЛС снижается плотность приповерхностной плазмы, экранирующей подводимое лазерное излучение, благодаря чему КПД процесса на 30% выше, чем при однолучевой ЛС той же мощности; найти оптимальные значения для расстояний между пятнами фокусировки и для: углов падения двух лазерных лучей; установить, что при ДЛЛС резко снижается расход присадочной проволоки.

3. Выполненные исследования микро- и макроструктуры сварных швов, полученных ДЛЛС, ударной вязкости, твердости металла швов, гидравлические испытания сварных соединений показали, что механическая прочность сварных соединений находится на уровне основного металла. Показано, что при ДЛЛС достигаются более высокие значения механической прочности по сравнению с однолучевой ЛС и дуговой сваркой. Повышается ударная вязкость, снижается твердость, повышается прочность сварного соединения вплоть до температур ниже -40°С. Это должно увеличить срок эксплуатации газонефтепроводных труб и повысить экономические и экологические показатели технологии процесса сварки и технологии эксплуатации труб.

4. Технологию ДЛЛС можно рекомендовать как перспективное направление трубосварочного производства.

125

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Грезев, Николай Витальевич, 2011 год

1. Басов Н.Г., Данилычев В.А. Мощные лазеры в технологии. М.: Знание,1985. 278с.

2. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989. 300с.

3. Аналитический обзор. Использование высокомощных лазеров для сварки толстостенных труб. М.: НТИМИ, 2002. 24с.

4. Лазерно-дуговая сварка металлов / В. В. Башенко и др. Л.: ЛДНТП, 1988. 22с.

5. Combined laser and plasma arc welding torch 5705785 Pat. USA / I. Dykhno, I. Paraeta, G. Ignatchenko. 1998.

6. Walduck R. P., Biffin J. Plasma arc augmented laser welding // Welding and Metal Fabrication. 1994. Vol. 62, № 4.P. 172-176.

7. Гутман M. Б., Рубин Г. К., Селезнев Ю. Н. Лазерно-плазменно-дуговая обработка металлических изделий // Автомобильная промышленность.1986. № ю. С. 32-33.

8. Xie J. Dual Beam Laser Welding // Welding Journal. 2002. №10. P. 223-230

9. Xie J. Weld Morphology and Thermal Modeling in Dual-Beam Laser Welding // Welding Journal. 2002. № 11. P. 283-290.lO.Ono M., Shimbo, Masanori O. Development of High Power Laser Pipe Welding Process //NKK Technical Review. 1997.№77. P 48-55.

10. Beyer E., Behle K., Koerbel C. Simultan Laser schweifien von Giobbechen Pokobe Nahte sind und liht pasfe// Ind. Anz. 1996.№9. S.5-44.

11. Bajbi M., Caironi G., Coffetti M. Filler wire in laser welding technology // ASM Int. Eur: conf. weld and loin. Sci. and Technol., Madrid, 10-12 March, 1997: BookProc. Brussels, 1997. P. 677-686.

12. Sun Z., Kuo M., MoisioT. Filler wire mixing in dissimilar steel laser welds

13. J. Mater. Sci. Lett. 1998. № 5.P. 355-357. 14.Аналитический обзор технологии лазерной сварки труб. М.: НИТИМ, 2003. 42с.

14. Dierken H. Laserfoschund tragt Früchte. Laser engineering Unternehmur LASEG aus dem Beyerischen Laserzentrum aus gegründet // Bleck Rohre Profile. 1998. № 10. P. 38-40.

15. Лазерная и электроннолучевая обработка материалов. Справочник /H.H. Рыкалин и др. М.: Машиностроение, 1985. 496 с.

16. Коваленко B.C. Прогрессивные методы лазерной обработки материалов. //Киев: Высшая школа. 1985. 88с.

17. Иванов Н.П., Гаврилюк B.C., Жилкин A.M. Технологические лазеры и их применение в машиностроении. Часть 2 // Технология металлов. 2000. №2 С.32-40.

18. Микаэлян А.Л., Тер- Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твёрдом теле. М.: Советское радио, 1967. 384с.

19. Viel Power im FesthÖrper laser // Praktiker 1999. №49 P. 10.

20. Chistoph H. FesthÖrper laser // Praktiker 1999. №51 P. 384.

21. Применение лазеров в народном хозяйстве // Третья Всесоюзная конференция. М.: FlayKa. 1986.216с.

22. Мощные газоразрядные лазеры и их применение в технологии /Г.А. Абильситов и др. М.: Наука, 1984. 106с.

23. Chistoph Н. Kohlendioxid laser // Praktiker. 1999. №9 385р.

24. Кривцун И. В. Гибридные лазерно-дуговые процессы сварки и обработки материалов. Обзор / Ин-т электросварки им Е.О. Патона HAH Украины. Киев, 2002. 90с.

25. Krivtsun I. V. Modeling of the laser-arc plasma torch // Abstracts of the 5th Int. Thermal Plasma Processes Conf. St. Petersburg (Russia), 1998. P. 132.

26. Коваленко В. С., Кр1вцун I. В. Комбшоваш лазерно-дугов1 процеси обробки мaтepiaлiв. Ч. I. Ефекти комбшовано'1 обробки i способи и реал1заци // Hayicoei BicTi НТУУ "КШ".2001. № 5. С. 33-44.

27. Steen W. М. Arc augmented laser processing of materials // J. of Appl. Phys. 1980. Vol. 51, № 11. P. 5636-5641.

28. Walduck R. P., Biffin J. Plasma arc augmented laser welding // Welding and Metal Fabrication. 1994. Vol. 62, № 4. P. 172-176.

29. TIG or MIG arc augmented laser welding of thick mild steel plate / J. Matsuda и др. // Joining and Materials. 1988. Vol. 1, № 1. P. 31-34.

30. Кривцун И. В. Особенности проплавления металла при лазерно-дуговой сварке с использованием YAG-лазера // Автоматическая сварка. 2001. № 12 С. 29-33.

31. Plasma augmented laser welding and its applications / CJ. Page и др. //Science and Technology of Welding & Joining. 2002. Vol. 7, №1. P. 1-10.

32. Сао X., Wallace W., Poon C. Research and Progress in Laser Welding of Wrought Aluminum Alloys // Taylor & Francis. 2003. Vol. 18, №. 1. P. 1-22.

33. XIE L.B., Jianhua S.Y. Application and Development Trend of Laser Welding // Laser & Optoelectronics. 2005. Vol.42, №9. P. 43-47.

34. Twin Spot Laser Welding. Patent 4,691,093 U.S. / С. M. Banas 1987.

35. Liu Y. N., Kannatey J. E. Experimental study of dual-beam laser welding of AISI 4140 steel // Welding Journal 1997. Vol. 76, №9. P. 342-348.

36. Xie J. Dual beam laser welding and its applications // IX International Conference on Sheet Metal Welding. Detroit, 2000. P. 23

37. Welding with combination of two CO2 lasers — Advantages in processing and quality / C. Glumann et al. International Conference on Applications of Lasers and Electro-Optics (ICA-LEO'93). Orlando, 1993. P. 672-681.

38. Xie J., Denney P. Galvanized steel welding with lasers // Welding Journal. 2001. Vol. 80, P. 59-61

39. LIA Handbook of Laser Materials Processing / J.F.Ready et al. Berlin: Laser Institute of America/Magnolia Publishing/Springer, 2001. 704p.

40. Райзер Ю.П. Лазерная искра и распространение разрядов. М.: Наука, 1974. 308с.

41. Древесин С.В. Физика и техника низкотемпературной плазмы М.: Атомиздат, 1972. 352 с.

42. Воз действие лазерного излучения на материалы / Р.В. Арутюнян и др. М.: Наука, 1989. 367с.

43. Таблицы термодинамических функций воздуха / A.C. Предводителев и др. Mü ВЦ АН СССР, 1962. 280с.

44. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. Справочник. М.: Атомиздат, 1992. 198с.

45. Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 656с.

46. Методы повышения коррозионной стойкости нефтепроводов / В.Д. Макаренко и др. //Сварочное производство. 1998. №6. С. 22-25

47. Немцов О. М., Харитонов В. И. Надежность магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1978. 166 с.

48. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров /М.В. Кузнецов и др.: Учебник для вузов. М.: Недра, 1992. 238 с.

49. Стеклов О.И. Прочность сварных конструкций в агрессивных средах. М.: Машиностроение, 1976. 200с.

50. МАЗЕЛЬ А. Г. Повышение износостойкости изделий, упрочненных наплавкой // Сварочное производство. 2006. № 12. С. 22

51. Norris I.M. High power laser welding of structural steels-current status// Int. Conf. Ton. And Cutt. Prepr. Cambridge, 1989. Vol 2, P. 23-55.

52. Laser beam welding with filler wire / M. Panten et al. // Intarnational Instititute of Welding Documents. 1990. №4. 16p.

53. Two-inch Steel Welding by laser// Optical Spectra. 1977. №2. P. 15.

54. Лазерная сварка сталей мощным СОз-лазерами // Фотоника. 2008. №6. С. 10-17

55. Laser beam welding with filler wire / U. Dilthey et al. // Optical and Quantum Electronics. 1995. Vol 27, №12 P. 1181-1191

56. Промышленное применение лазеров в трубосварочном производстве /В.А. Панчев и др. // Сварочное производство.1990. №12. С. 2—3.

57. Tolkemit H.J., Peters В.М. Qualitätssicherung beim Laserstrahlschwei Ben von Rohren // Blech Rohre Profile. 1992. № 3 . S.200-203.

58. Lang.snaht schnell geschlossen // Ind.-Anz. 1998. № 20. S. 52.

59. Trotha L, Kaupp P. Edelstahl-rohre mil dem Laser schweißen Höheres Leistungsniveau erreichen // Ind.- Anz. 1991. № 44. S. 16-18.

60. Применение лазеров в народном хозяйстве. Третья Всесоюзная конференция. М., 1986. 216с.

61. Вельзинг О. Лазерная технология в производстве сварных труб //Всесоюзный научно-технический симпозиум. М., 1988. С. 35-39.

62. Jacobskotter L. Laserstrahlschweiben thermo-mechanisch ge walzer Grobbleche verqleich und Kombination min Konventionellen schweibuerfahren // Schweissen und Schneiden. 1996. №7. S.550-551.