Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Технология коаксиального лазерного плавления (КЛП) позволяет выращивать детали сложной формы с высокой производительностью [1]. Размеры детали при этом ограничены габаритами камеры построения, которая может быть значительно увеличена по сравнению с другими методами аддитивных технологий. Благодаря этому технология КЛП нашла широкое применение в авиастроительной и ракетно-космической отраслях. В частности, КЛП может быть применено для производства жидкостных ракетных двигателей.
Как правило, сопла ЖРД изготавливают из внешней и внутренней оболочек. Внутренняя оболочка изготавливается из материала с высокой теплопроводностью, а внешняя из более прочного и термостойкого. В данной работе рассмотрены особенности наплавки жаропрочного никелевого порошка Inconel 625 на медную подложку из материала БрХ08.
Проблема получения соединения из сплавов на медной основе со сталью связана с низкой растворимостью меди в железе, а также с существенной разницей температур плавления. Согласно диаграмме состояния, при комнатной температуре медь растворяется в α-Fe в количестве до 0,3%, а железо в меди — до 0,2%. Температура плавления железа, равная 1539 °С, намного превышает температуру плавления меди — 1083 °С. В результате при контакте медного сплава со сталью возможны два варианта строения зоны сплавления. Если сталь, с сформировавшимся аустенитным зерном, при образовании контакта с медным сплавом находилась в твердом состоянии, то у линии сплавления часто наблюдается возникновение трещин по границам зерен и проникновение по ним жидкого материала на основе меди.
Для избежания таких дефектов рекомендуют наносить подслой из сплава на никелевой основе между сталью и бронзой. Это связано с тем, что диаграмма состояния медь — никель представляет собой систему с непрерывным рядом твердых растворов с практически неограниченной растворимостью. Другим направлением борьбы с трещинообразованием может служить минимизация термического воздействия на основной металл. Достижения желаемого эффекта можно добиться выбором оптимальных режимов лазерного воздействия в процессе формирования объема металла [2].
Эксперименты проводили на установке КЛП–400, оснащенной волоконным лазером ЛС–5. Подача порошка осуществлялась транспортирующим газом аргоном из питателя в лазерную технологическую голову Precitec YC 52 соосно лазерному лучу. В качестве защитного газа также использовали аргон.
Форму и размеры валиков определяли на поперечных шлифах, вырезанных из образцов, с помощью оптического микроскопа OLYMPUS GX51 при увеличении х10.
Параметры режима КЛП варьировали в следующих диапазонах:
Диапазоны варьирования параметров режима КЛП были выбраны из условия качественного формирования наплавляемого валика.
После создания валиков на поперечных шлифах измеряли высоту H, ширину B, глубину проплавления h, угол смачивания α и площадь поперечного сечения валиков А. Также рассчитали коэффициент использования порошка (КИП).
По результатам экспериментов были составлены графики, показывающие влияние мощности излучения, скорости обработки и массового расхода порошка на каждый из выходных параметров. На графиках видно, что закон изменения выходных параметров может сильно отличаться при различных входных параметрах. Далее провели расчет линейной регрессинной модели, используя методику, приведенную в [3, 4]. С помощью регрессионной модели определили, варьирование каких входных параметров в наибольшей степени влияет на изменение выходных параметров.
По результатам расчетов можно сделать следующие выводы:
