Структура и механические свойства сварного шваrnдвухфазной стали, полученного при совместном воздействии дуговогоrnисточника и лазерного излучения
Получены образцы сварных соединений методом гибридной лазерно-дуговой сварки (ГЛС). Исследована структура сварного шва и околошовной зоны сварного соединения стали 09Г2С, полученного методом ГЛС. Исследования произведены с целью выявления закономерностей в формировании микроструктуры во взаимосвязи с механическими свойствами сварного соединения. Произведён модельный эксперимент с целью выявления закономерностей формирования структуры и механических свойств сварных соединений.
Введение ………………………………………………………………………………………. 15
1. Литературный обзор ……………………………………………………………… 16
1.1 Гибридная лазерно-дуговая сварка ……………………………………….. 16
1.2 Гибридные системы лазерной дуговой сварки ………………………. 19
1.3 Гибридный процесс лазерно-дуговой сварки плавящимся
электродом (GMAW) ……………………………………………………………………………. 21
1.4 Гибридный лазерный процесс GTAW …………………………………… 22
1.5 Гибридный лазерный процесс PAW ……………………………………… 23
1.6 Мощность лазера …………………………………………………………………. 23
1.7 Скорость сварки …………………………………………………………………… 24
1.8 Составы защитных газов ………………………………………………………. 24
1.9 Зазор соединения …………………………………………………………………. 26
1.10 Виды соединений и подготовка кромок ………………………………. 26
1.11 Промышленное применение ……………………………………………….. 27
2.МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ
ЭКСПЕРИМЕНТА …………………………………………………………………………………. 31
2.1 Материалы для исследования ……………………………………………. 31
2.2 Методика получения образцов неразъёмных соединений ……… 33
2.3 Методика получения образцов для испытаний ………………….. 34
2.3.1 Методика получения образцов для структурных
исследований макроскопических характеристик ……………………………….. 34
2.3.2 Методика получения образцов для испытаний на
статическое растяжение ……………………………………………………………………. 36
2.3.3 Методика получения нестандартных образцов для
определения временного сопротивления при статическом растяжении. 38
2.4 Оборудование ………………………………………………………………………. 39
2.4.1 Универсальная испытательная машина УТС 110М-100…… 39
2.4.2 Металлографический микроскоп Altami MET 1C ……………. 40
3. Экспериментальная часть ………………………………………………………….. 42
3.1 Образцы неразъемных соединений крупногабаритных плоских
сварных листовых заготовок …………………………………………………………………. 42
3.2 Макро- и микроструктура сварного шва ……………………………….. 43
3.3 Испытания на растяжение образцов крупногабаритных
конструкций …………………………………………………………………………………………. 47
3.4 Определение микротвердости ………………………………………………. 48
3.5 Испытания нестандартных образцов …………………………………….. 50
Выводы ……………………………………………………………………………………… 53
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение…………………………………………………………………………………… 55
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …….. 55
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………….. 55
4.1.3 SWOT-анализ ………………………………………………………………… 57
4.2 Организация и планирование работ ………………………………………. 58
4.2.1 Определение трудоёмкости выполнения работ ……………….. 59
4.2.2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта …………………… 64
4.2.3 Расчет затрат на материалы ………………………………………… 64
4.2.4 Расчет затрат на оборудование ……………………………………….. 65
4.2.5 Расчет заработной платы………………………………………………… 66
4.2.6 Расчет затрат на социальный налог ………………………………… 67
4.2.7 Расчет затрат на электроэнергию ……………………………………. 67
4.2.8 Расчет прочих расходов …………………………………………………. 68
4.2.9 Расчет общей себестоимости разработки ………………………… 68
4.2.10 Расчет прибыли ……………………………………………………………. 69
4.2.11 Расчет НДС ………………………………………………………………….. 69
4.2.12 Цена разработки НИР …………………………………………………… 69
Заключение ……………………………………………………………………………….. 70
4. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ……………………………………… 71
Введение …………………………………………………………………………………… 71
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности ………………………………………………………………………………………… 72
5.2 Производственная безопасность …………………………………………… 74
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов……. 75
5.2.2 Отклонение показателей микроклимата………………………….. 75
5.2.3 Воздействие химических веществ на кожу и верхние
дыхательные пути. ……………………………………………………………………………. 76
5.2.4 Превышение уровня шума. …………………………………………….. 77
5.2.5 Отсутствие или недостаток естественного света. ……………. 78
5.2.6 Опасность поражения электрическим током. ………………….. 78
5.3 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на исследователя …………………………………….. 80
5.3.1 Отклонение показателей микроклимата………………………….. 80
5.3.2 Воздействие химических веществ на кожу и верхние
дыхательные пути …………………………………………………………………………….. 81
5.3.3 Превышение уровня шума ……………………………………………… 82
5.3.4 Отсутствие или недостаток естественного света …………….. 82
5.3.5 Опасность поражения электрическим током. ………………….. 83
5.3 Экологическая безопасность ………………………………………………… 83
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………… 85
Заключение ……………………………………………………………………………….. 86
Выводы …………………………………………………………………………………………. 87
Список публикаций: ……………………………………………………………………… 88
Список литературы: ………………………………………………………………………. 89
Приложение А …………………………………………………………………………….. 104
Лазерно-дуговая гибридная сварка – это процесс, в котором режим
сварки гибридного источника тепла объединяет лазерный источник тепла и
источник дугового тепла [1]. Технология гибридной лазерно-дуговой сварки
с плавящимся или неплавящимся электродом обладает следующими
преимуществами: высокая скорость сварки, меньшие деформации шва за
счёт малого подвода тепла, превосходной способностью к свариванию
зазоров и хорошей проникающей способностью [2-5].
В процессе гибридной лазерно-дуговой сварки (ГЛС) лазерный луч и
электрическая дуга взаимодействуют в общей сварочной ванне и их
совместный эффект используется для получения глубокого и узкого сварного
шва за один проход [1-2]. Лазерная сварка известна своей способностью
производить узкий и глубокий сварочный канал, так как лазерный луч может
быть сфокусирован на относительно небольшой площади. Фокусирование
луча позволяет повысить скорость сварки, что, в свою очередь, снижает
теплозатраты и вероятность тепловых искажений в свариваемых деталях [3].
Однако лазерные сварочные системы стоят дороже, чем конкурентные виды
сварочных систем, а затраты электроэнергии очень высоки для большинства
лазерных систем, используемых для сварки. Лазерная сварка обладает
плохой способностью к соединению швов с зазорами, и требует тщательной
предварительной подготовки и пригонки кромок. Лазерная сварка также
испытывает трудности при сваривании материалов с поверхностями с
высокой отражательной способностью, такие как алюминий, медь, золото и т.
д.
С другой стороны, использование различных видов дуговой сварки, не
требует высоких энергетических затрат и позволяет отлично сваривать швы с
зазорами, а также материалы с высокой отражательной способностью [4].
Системы дуговой сварки значительно дешевле, чем системы лазерной сварки
эквивалентной мощности [5]. Однако низкая плотность энергии при дуговой
сварке замедляет процесс, что приводит к высокой теплоотдаче в зоне сварки
и тепловым искажениям свариваемой детали. Лазерная сварка и дуговая
сварка при применении в одной сварочной ванне дает «эффект
гибридизации», что компенсирует недостатки обоих процессов и дополняет
их преимущества [6].
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (18 отзывов)
4.8 (1033 отзыва)
4.8 (13 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
4.9 (66 отзывов)
4.2 (6 отзывов)
5 (18 отзывов)
5 (9 отзывов)
5 (21 отзыв)
