Регистрация / Вход
Прислать материал

Теоретические и экспериментальные исследования комплексной технологии волоконной лазерной сварки листовых деталей из цветного и черного металлопроката для транспортных средств нового поколения

Докладчик: Люхтер Александр Борисович

Должность: Директор Инжинирингового центра ВлГУ, к.т.н.

Цель проекта:
1. Разработка карт эскизов технологии лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; разработка технологической инструкции лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; разработка рекомендаций и предложений индустриальному партнеру по применению в его производственном процессе усовершенствованной технологии лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; разработка проекта технического задания на проведение опытно-конструкторских работ по разработке опытного образца лазерного роботизированного технологического комплекса по лазерной сварке листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины. 2. Создание комплексной промышленной технологии волоконной лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины, обеспечивающей повышение эксплуатационных характеристик сварных швов для создания легких и надежных конструкций транспортных средств нового поколения.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Экспериментальная зависимость влияния технологических параметров лазерного излучения на прочностные характеристики сварного шва при лазерной сварке листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; карты эскизов технологии лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; технологическая инструкция лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; рекомендаций и предложений индустриальному партнеру по применению в его производственном процессе усовершенствованной технологии лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; проект технического задания на проведение опытно-конструкторских работ по разработке опытного образца лазерного роботизированного технологического комплекса по лазерной сварке листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины.
2. Разрабатываемая технология лазерной сварки листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей должна обеспечивать в лабораторных условиях получение неразъемных соединений со следующими свойствами:
- предел прочности на разрыв минимум 300 МПа;
- предел прочности на срез не менее 100 МПа;
- пластичность не менее 6%;
- сплошность соединения слоев - относительная условная площадь всех учитываемых несплошностей металла не более 2 %, на 1м2 (1 класс по результатам УЗК).
3. К элементам новизны можно отнести разрабатываемые программы методики исследования механических и структурных характеристик сварных соединений, полученных лазерной сваркой листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины; в разрабатываемых подходах к рационализации и оптимизации параметров технологических режимов лазерной сваркой; в разрабатываемой технологии на основе использования излучения волоконного лазера в совокупности с комплексной автоматизацией процесса.
4. Из результатов теоретических исследований известно, что для достижения качественного и сварного шва необходимо использовать оцинкование поверхности черного металла, а также использование флюсов либо двух лазерных лучей. В данной работе предполагается не использовать промежуточное цинковое покрытие черного металла для лучшей адгезии алюминия к стали. Решение лежит в применении различных схем лазерной сварки и точного контроля технологических режимов.
5. Для достижения заявленных результатов возможно использование следующих путей: комплексная автоматизация процесса, применение различных схем лазерной сварки и точного контроля технологических режимов, использование технологических газовых смесей.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Высокоскоростной транспорт, транспортные космические системы, судостроение, ОПК.
2. Предполагается внедрение результатов ПНИЭР, а именно технологии лазерной сваркой листов из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей на предприятии ГК Волгабас, которая занимается изготовлением пассажирских транспортных средств (автобусов).
3. Результаты ПНИЭР позволят создать лазерные сварочные цеха и целые производства в сфере транспортного строения и ОПК, а также создать новые подходы к цеховой и производственной логистике, конкуренцию западных производствам.

Текущие результаты проекта:
В настоящее время проведены патентные исследования, выбор и обоснование направления исследований, сравнительная оценка эффективности направлений, анализ и обоснование выбора диапазонов технологических параметров совершенствования технологии волоконной лазерной сварки листовых деталей из алюминиевых сплавов и конструкционных углеродистых и низколегированных сталей разной толщины.