Введение 3
1. Анализ методов соединения металлических конструкций 4
1.1 Методы сварки металлических изделий 4
1.2 Материалы подвергаемые сварке 13
1.3 Технология лазерной сварки 14
1.4 Методы контроля сварных соединений 22
1.5 Патентный поиск 30
Выводы по 1 главе 34
2. Материалы и методы исследований 36
2.1 Характеристикастали08Ю 36
2.2 Методы исследования 37
2.3 Статистическая обработка экспериментальных данных 52
Выводы по 2 главе 55
3. Влияние мощности лазерного луча на качество соединений
холоднокатаннойстали0,8Ю 56
3.1 Результаты определения химического состава стали 08Ю 56
3.2 Результаты влияния изменений режимов сварки на геометрические параметры сварного шва 58
3.3 Результаты влияния изменений режимов сварки на микротвердости лазерного швастали08Ю 61
3.4 Результаты влияния изменений режимов сварки на прочностные показатели лазерного швастали08Ю 72
3.5 Методика контроля качества сварных соединений 75
Выводы по 3 главе 76
Выводы 78
Литература
Одним из самых современных и перспективных методов соединения металлов является лазерная сварка, которая в последние годы привлекает все более пристальное внимание специалистов.
Сварка дает возможность создавать комбинированные конструкции, состоящие из наиболее рациональных по форме и размерам заготовок и деталей, выполненных с помощью различных технологических процессов. Это позволяет получить легкие и экономичные конструкции.
На качество лазерного шва влияют: мощность, время, температура, скорость и т.д. Качество сварного шва определяли по показателям: длина катета, предел прочности на растяжение, микротвердость.
Целью работы является определение режимов лазерной сварки стали 08Ю и методики контроля качества сварных соединений.
Для достижения цели в работе выполнены следующие задачи:
- провести анализ методов соединения металлических конструкций применяемых в автомобилестроении;
- выбрать материалы и методы исследования, позволяющие оценить качество сварных соединений;
- определить эффективные режимы лазерной сварки;
- определить методики контроля сварных соединений.
1. Контроль качества сварных соединений выполняется по микротвердости, предел прочности на растяжение, геометрических параметров.
2. Из современных методов сварки более эффективным считается лазерная сварка. Лазерная сварка является инновационным методом обработки металлов. Эта технология имеет очень широкую сферу применения, так как обладает множеством преимуществ. Она может быть использована при работе с одинаковыми и разными металлами, активно применяется в электронной технике и радиоэлектронике.
3. Удобство метода состоит в том, что такую сварку производят путем частичного или полного проплавления, в любом положении, под любым углом. Он подойдет как для работы с тонкими листами металла, так и для крупногабаритных деталей.
4. Для лазерной сварки выбрали холоднокатаную сталь 08Ю конструкционная углеродистая качественная с добавлением алюминия придающего стали эластичности. Сталь 08Ю используется при изготовление кузовных деталей автомобиля.
5. Контроль качества сварных соединений выполняется по микротвердости, предел прочности на растяжение, геометрических параметров.
6. Для изучения качества лазерного шва пластины стали 08Ю варились на автоматизированной лазерной установки LRS-150A и иттербиевом волоконном лазере модели ЛС-2. Качества шва определяется по микротвердости, геометрическим размерам шва и испытаниями наразрыв.
7. Химический состав стали определяли на спектрометре Искролайн100.
8. Для определения микротвердости шва использовали микротвердомер ПМТ-3.
13. Определение микротвердости производили по следующему плану:
1. Закрепит предмет пластилином на пластинкетак.
2. Установить резкое изображение.
3. Поместить на утолщенную часть штокагруз.
4. Выбрать место на предмете для производства отпечатка.
5. Плавно повернуть предметный столик против часовой стрелки до упора, не допуская толчков при подведении к упору.
6. Опустить шток так, чтобы алмаз коснулся поверхности исследуемого предмета.
7. Повернуть предметный столик в прежнее положение до упора.
8. Измерить диагональ отпечатка при помощи окуляра-микрометра.
14. Испытания на разрыв производили на универсальной разрывной машине МИМ-7ЛР-010. Испытания производили по методике «методы испытаний на растяжение тонких листов и лент ГОСТ 11701» и «Методы испытания на растяжение ГОСТ1497-84».
15. Качество лазерного шва оцениваем по геометрическим параметрам, микротвердости, испытаниям наразрыв.
16. Химический состав стали 08Ю соответствует ГОСТу9045.
13. C=0.052,Si=0.011,Mn=0.239,Ni=0.006,S=0.007,P=0.007,Cr=0.024,Al=0.03 1,Cu=0.022.
14. При определение геометрического параметра лазерного шва выяснилось, что на образцах сваренных на автоматизированной лазерной установки LRS-150A №1, №3шов отсутствует, на образце №2 имеется сдвиг пластин. На образцах сваренных на иттербиевом волоконном лазере модель ЛС-2 №1, №2, №3 пластины у вершины не в стык, образец № 6 имеет сквозную пору. Увеличение фокуса лазера увеличивает ширинушва.
15. Микротвердость определяли на образцах автоматизированной лазерной установки LRS-150A №2; на иттербиевом волоконном лазере модель ЛС-2 на всех полученных образцах. Изменение твердости связано с изменением структура феррита и перлита в лазерном шве. При лазерной сварке феррит становится мелкозернистым, увеличивая твердость. Самая высокая твердость в образце №5 сваренным на иттербиевом волоконном лазере модель ЛС-2 с режимом 8.
16. Испытания на разрыв производил на образце №5 так как он не имеет видимых дефектов и имеет наибольшую твердость 216 ИУ. Ввиду того, что образец имеет высокую твердость в середине шва и убывание твердости в зонах термического влияния, разрыв происходит по зоне термического влияния.
