Обработка металла лазерным лучом, например сварка, резка, образование отверстий: .с использованием потока, например струи газа, направленного в место обработки, в сочетании с лазерным лучом – B23K 26/14

Изобретение относится к способу лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, в частности листов из борсодержащей стали 04Х143Р1Ф-Ш, и может найти применение для изготовления сварных изделий и труб с повышенными требованиями к поглощению нейтронного излучения для объектов атомной энергетики. Задачей и техническим результатом изобретения является создание экономичного способа лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, обеспечивающего идентичность химического состава свариваемого металла и металла шва и повышение устойчивости металла шва к межкристаллитной коррозии. Производят фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки и сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка. Причем сжатие по линии сварки ведут с усилием сжатия 0,01-1 кг/мм ². Лазерную сварку листов стали толщиной 5-10 мм ведут со скоростью перемещения лазерной головки 1000-2000 мм/мин при мощности лазерного излучения не менее 8 КВт и обдувом свариваемого стыка со стороны лазерной головки гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном. После этого сваренные листы отжигают при температуре 1040-1110°С в течение 50-80 мин.

Изобретение относится к металлургии и машиностроению и может быть использовано для поверхностного упрочнения и восстановления деталей машин и механизмов. На подложку газопорошковой лазерной наплавкой наносят самофлюсующиеся порошки системы NiCrBSi, после чего осуществляют отжиг при температуре 1000-1075°C в течение 1-3 часов. Обеспечивается повышение теплостойкости покрытий, их износостойкости и долговечности при температуре 800-950°C. 2 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу и устройству газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность и соосно с лучом - технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по заданной программе в присутствии жидкостной среды. Жидкостную среду подают на поверхность обрабатываемой детали в виде закрученной струи коаксиально лучу лазера в зону термического влияния резки. Устройство содержит корпус лазерного резка с фокусирующей линзой, штуцер для подачи технологического газа, сопловую насадку и цилиндрическую емкость с кольцевым каналом для подачи жидкой среды. Кольцевой канал имеет полую конусную насадку, внутренняя поверхность которой выполнена в виде спиральных канавок, закручивающих поток. Изобретение позволяет выполнять резку крупногабаритных деталей со сложной пространственной формой с высоким качеством. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области обработки лучом лазера преимущественно металлических материалов больших толщин, в частности к способу и установке для газолазерной резки. Лазерный луч коротковолнового лазера (1) направляют на отражающее поворотное зеркало (13), отражающее зеркало (14) и от него луч направляется в объектив (10) на фокусирующую линзу (15) и через центральное коническое сопло (5) импульсно с амплитудой, равной толщине прорезаемого материала, в зону реза (17). Лазерный кольцевой пучок длинноволнового лазера (2) направляют на отражающее зеркало (13) и от него в фокусирующий объектив (10), в котором луч отражается кольцевыми зеркалами (11) и (12) и также направляется через центральное коническое сопло (5) в зону реза (17). Одновременно из системы подачи технологического газа (8) в кольцевое сопло (6) под высоким давлением подается технологический газ, который, истекая из сужающе-расширяющегося сверхзвукового кольцевого сопла (6) с косым срезом (7) на выходе, поджимается к оси, при этом увеличивается ее скорость и интенсивность воздействия на разрезаемый материал. Высокоскоростная сверхзвуковая струя технологического газа обеспечивает необходимую глубину реза и высокое качество его поверхности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано для сварки '-упрочненных жаропрочных никелевых сплавов, например лопаток газовых турбин, в частности при их восстановлении. Устройство содержит источник (3) для формирования на поверхности (10) детали зоны (11) ввода тепла, устройство (5) подачи сварочного присадочного материала (13) в зону (11) ввода тепла и транспортировочное устройство (15) для обеспечения перемещения источника (3) тепла и устройства (5) подачи присадочного материала относительно поверхности (10) детали. Блок (17) управления с управляющей программой осуществляет упомянутое относительное перемещение таким образом, что мощность сварки и диаметр зоны (11) ввода тепла устанавливаются с получением скорости охлаждения при кристаллизации материала по меньшей мере 8000 К в секунду. Глубину повторного расплавления предыдущего слоя устанавливают из условия формирования поликристаллического сварного шва. Изобретение обеспечивает отсутствие сварочных трещин за счет значительного снижения образования микроликваций расплава и улучшение прочности наплавленного металла. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ предназначен для лазерного раскроя металлических листовых материалов и может быть использован в атомной технике и в других отраслях машиностроения. Технический результат - повышение производительности процесса при одновременном повышении качества реза и предотвращении коррозионных процессов в металле листового материала как во время раскроя, так и при дальнейшей эксплуатации. Способ включает направление на материал сфокусированного лазерного луча с одновременной подачей в зону раскроя защитного инертного газа. Инертный газ подают через сопло с давлением на выходе из него не менее 3,5·10^-5 МПа. При этом используют лазерный луч с длиной волны излучения 1,06-1,07 мкм, который направляют через упомянутое сопло соосно его продольной оси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к оптическим технологиям, в частности к лазерным методам формирования на подложках структурных образований нано- и микроразмеров для нано- и микромеханики и микроэлектроники. Способ включает осаждение частиц вещества из газовой фазы с использованием локального нагрева области осаждения лазерным излучением. Вещество в газовой фазе диспергировано в виде аэрозоля. Осуществляют локальный нагрев области осаждения лазерным импульсным излучением и осуществляют припекание частиц аэрозоля к подложке. Длительность импульса лазерного излучения не менее той, при которой длина тепловой волны в частице больше размера частицы в направлении излучения. Материал упомянутых частиц поглощает лазерное излучение. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности нанесения покрытий с сохранением высокой разрешающей способности способа. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ включает сварку в среде инертного газа при одновременном воздействии лазерного луча и дуги в одну сварочную ванну. При сварке дуговую горелку располагают перед лазерным лучом по ходу его движения. Направляют сварочную проволоку в точку пересечения лазерного луча с поверхностью свариваемых деталей. Лазерный луч наклоняют на 10-20 градусов, а дуговую горелку - на 30-40 градусов в противоположные стороны относительно нормали к поверхности свариваемых деталей. Техническим результатом является повышение качества сварного соединения за счет коррекции формы шва сварного соединения.

Изобретение относится к способу термообработки поверхности материалов концентрированными источниками энергии. Способ включает воздействие непрерывным лазерным лучом на поверхность детали. Луч сфокусирован в световое пятно. На вертикальные или наклонные поверхности наносят параллельные дорожки упрочнения с перекрытием. Нанесение дорожек упрочнения осуществляют лучом, направленным на обрабатываемую поверхность под углом, и при увеличенном расходе технологического газа через сопло. Лазерный луч повернут от перпендикуляра к поверхности вверх в плоскости обработки детали на угол, равный 0,5-5°. Лазерная установка снабжена 5-координатной лазерной головкой. Дорожки наносят попеременно в различных полосах упрочнения, отстоящих друг от друга на расстоянии. Техническим результатом является повышение износостойкости деталей и увеличение производительности обработки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сварочному инструменту, в частности для дуговой сварки вольфрамовым электродом в инертном газе, или для плазменной сварки, или для лазерной сварки. Инструмент содержит средства для подачи инертного газа к головке сварочного инструмента. Сварочная головка окружена юбкой из полужесткого тугоплавкого материала. Упомянутая юбка содержит передний участок, имеющий такую форму, чтобы с зазором окружать сварочный шов на определенной длине, и средства, обеспечивающие съемное крепление юбки на сварочной головке. Юбка изготовлена прессовкой или горячей формовкой композитного материала, основанного на керамических волокнах и эластомере, который выдерживает высокие температуры. Нижняя грань юбки расположена вблизи свариваемых изделий и по форме с зазором соответствует форме и размерам области соединения изделий. Изобретение обеспечивает надежную защиту сварного шва при автоматической сварке. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу газолазерной резки композиционных материалов. Способ включает подачу лазерного луча на обрабатываемую поверхность, подачу соосно с лазерным лучом технологического газа, коллимирование лазерного луча, заглубление его в обрабатываемое изделие и перемещение по заданной программе. Резку производят в жидкостной среде. Изделие размещают в ванне с водой на конусовидных штырьках с превышением уровня воды над поверхностью изделия равным 10-15 мм. Резку производят иттербиевым лазером с заглублением лазерного луча в обрабатываемое изделие на 0,2-0,4 его толщины. Перемещение лазерного луча осуществляют со скоростью 1,2-1,8 м/мин. В результате достигается расширение технологических возможностей и улучшение экологии при обработке композиционных материалов, а также обеспечивается высокое качество реза изделий. 1 ил.

Изобретение относится к камере обработки, устройству лазерного спекания и способу обработки материала посредством направленного пучка электромагнитного излучения. Камера обработки содержит оптический элемент (9) для ввода луча (7) в камеру (10) обработки. Оптический элемент имеет поверхность (9а), обращенную внутрь камеры обработки, часть (12) стенки, окружающую оптический элемент (9). Первое входное отверстие (16) для газа расположено на одной стороне оптического элемента (9) и сконструировано таким образом, что вытекающий первый газовый поток (18) течет, по существу, по касательной к поверхности (9а) оптического элемента (9). Второе входное отверстие (23) для газа сконструировано и расположено таким образом, что вытекающий второй газовый поток (25) течет на расстоянии от поверхности (9а), по существу, в том же самом направлении, как первый газовый поток (18). Способ обработки материала включает направление пучка (7) электромагнитного излучения через входное окно в камеру (10) обработки. Подают первый газовый поток (18) в камеру и подают второй газовый поток (25) в камеру обработки. В результате достигается предотвращение отклонения луча вследствие градиентов температур вблизи от входного окна. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройству для газолазерной резки и может быть использовано для лазерного раскроя листового металла мощным лазерным излучением. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки за счет повышения кпд рабочей смеси газов и расширения функциональных возможностей устройства. Устройство содержит фокусирующий объектив (1), корпус (2), патрубок (3) для прохода лазерного излучения с заданным апертурным углом и сопла (5) вокруг патрубка, наклоненные к оптической оси объектива для формирования сверхзвуковых струй газа. В патрубке (3) выполнены кольцевые канавки (4) с образованием полостей для распределения газа между соплами. Оси сопел (5) пересечены с осью объектива в точке, являющейся точкой пересечения обрабатываемой поверхности с осью фокусирующего объектива, с возможностью воздействия всей кинетической энергии сверхзвуковых струй на обрабатываемую поверхность. 1 ил.

Изобретение относится к способу формирования элемента на подложке путем удаления материала на поверхности подложки лазерным лучом (варианты) и устройству для его осуществления. Устройство содержит источник лазерного луча, способный формировать элемент на поверхности подложки, первую конструкцию для подачи жидкости и направления жидкости на элемент, который может содержать затененную область, доступ к которой жидкости, направляемой от первой конструкции для подачи жидкости, затруднен, и по меньшей мере вторую, другую, конструкцию для подачи жидкости и направления жидкости, в целом, по направлению к затененной области. Первая и вторая конструкции для подачи жидкости выполнены с возможностью ее доставки к элементу в течение, по меньшей мере, части времени воздействия лазерного луча на подложку. Способ предусматривает формирование элемента на подложке, по меньшей мере, частично, с помощью лазерного луча. В течение времени, по меньшей мере, части этого формирования, способ предусматривает подачу жидкости в, по меньшей мере, первую область элемента по первому пути подачи жидкости и подачу жидкости в, по меньшей мере, вторую, другую, область элемента по, по меньшей мере, второму пути подачи жидкости. В результате обеспечивается высокое качество лазерной микрообработки. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области лазерной техники, в частности к устройству для лазерной обработке поверхностей, и может быть использовано для лазерной очистки от загрязнений поверхностей различных объектов, например колесных пар подвижного состава на железнодорожном транспорте. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства, повышении надежности и эффективности его работы. Устройство содержит источник лазерного излучения 1, оптическую систему 2 для формирования лазерного луча 3 и его транспортировки к призме 4. Призма 4 установлена на каретке 5, которая линейно перемещается по направляющей 6 посредством привода 7 относительно очищаемой поверхности колесной пары 8. Призма 4 содержит отражающие грани и имеет привод 11 углового поворота для обращения отражающих граней к лазерному лучу 3, ось которого наклонена по отношению к направляющей под углом , меньшим 45 град. Оптическая система 2 выполнена таким образом, что лазерный луч 3 падает на отражающие грани призмы 4 под постоянными для каждой грани углами. Устройство имеет систему удаления продуктов обработки из рабочей зоны 12 и компьютер 13 для управления работой всех функциональных узлов устройства. Колесная пара 8 перемещается на рабочую позицию для очистки при помощи механизма 14 и приводится во вращение с помощью привода 15. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к лазерной обработке, в частности к способу поддержания заданного расстояния между соплом и обрабатываемой поверхностью и устройству для его осуществления, и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Измеряют давление в зазоре между соплом узла фокусировки и обрабатываемой поверхностью и внутри сопла. Корректируют величину опорного давления в зазоре между соплом узла фокусировки и обрабатываемой поверхностью по изменению давления в сопле и поддерживают заданное расстояние между ними по изменению давления под соплом по сравнению с опорным с учетом его корректировки. В устройстве датчик давления радиального потока и датчик давления газа внутри сопла соединены последовательно через АЦП с фильтром, выполненным в схеме программируемой логической матрицы, которая соединена с микропроцессором с подключенным к нему контроллером. Оптический датчик установлен на валу привода узла фокусировки и соединен с микропроцессором через преобразователь импульсов в код, соединенный с контроллером. Микропроцессор соединен с компьютером, на котором установлена программа оператора для управления устройством. Достигается повышение точности установки и поддержание заданного расстояния между соплом и поверхностью детали. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сварке плавлением, в частности к ручной питаемой порошком горелке для лазерной сварки, и может найти применение для ремонта сопел турбины. Для обеспечения гибкости при ручной лазерной сварке в сопле горелки выполнены каналы для подачи порошка. Выходные оси каналов совмещены с рабочей фокальной точкой, расположенной в непосредственной близости от центрального отверстия сопла. Лазерное излучение из удаленного источника проходит через центральное отверстие сопла. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу газолазерной резки титана и его сплавов и может найти применение в различных отраслях энерго- и машиностроения. Способ включает использование технологического газа, представляющего смесь кислорода и аргона. Технологический газ содержит кислорода 15-25%. Для резки заданной толщины металла содержание кислорода в указанных пределах определяют в зависимости от скорости реза и качества его поверхности, исходя из предъявляемых технологических требований к качеству реза при максимально достижимой скорости реза. Технический результат заключается в повышении качества реза, поскольку при содержании кислорода в смеси в указанных пределах гарт либо исчезает совсем, либо становится мелким и редким. 1 ил.

Изобретение может быть использовано для наплавки деталей, работающих в условиях высоких температур и при воздействии значительных нагрузок. Наплавочный материал содержит от 99,3 до 99,9 мас.% порошка жаропрочного высоколегированного сплава на никелевой или кобальтовой основе сферической формы фракцией от 30 до 200 мкм и от 0,1 до 0,7 мас.% диоксида циркония, стабилизированного 7% окиси иттрия, фракцией от 1 до 20 мкм. Материал подают струей транспортирующего газа в сопло лазерной установки соосно с лазерным лучом. Лазерную установку настраивают так, что фокус лазерного пучка заключен в сопле на расстоянии 3-7 мм от торца сопла, а фокус потока порошкового наплавочного материала находится вне сопла на расстоянии 6-10 мм. Частицы диоксида циркония "замуровываются" в расплаве жаропрочного высоколегированного сплава и равномерно распределяются по объему наплавленного металла. Способ обеспечивает повышение жаропрочности и жаростойкости наплавленного на жаростойкий высоколегированный сплав металла. 1 з.п. ф-лы.