Научный архив: статьи

При обработке поверхности CuCrZr-бронзы сканирующим пучком наносекундных лазерных импульсов с длиной волны излучения 355 нм выявлено образование структур в виде сфер диаметром около 500 нм, расположенных на ножках высотой до 1 мкм. Обнаружено влияние плотности энергии лазерного излучения и скорости сканирования лазерным пучком на формирование данных субмикронных структур. Показана возможность улучшения качества соединения металлических сплавов при диффузионной сварке за счет лазерной обработки поверхностей заготовок.

Исследованы особенности образования плазмы на поверхности бескислородной меди при облучении двойными бихроматическими (355 нм и 532 нм) лазерными импульсами длительностью 18 нс и 15 нс, соответственно, с различным временным интервалом между ними и порядком следования импульсов. Проведены эксперименты с нарастающим количеством двойных бихроматических импульсов и разным порядком их следования при плотностях энергии в каждом около 200 Дж/см2. Установлена повышенная глубина кратеров при порядке следования лазерных импульсов 532 нм + 355 нм) по сравнению с обратным порядком следования импульсов с длинами волн 355 нм + + 532 нм. Результаты работы могут быть использованы при выборе оптимального режима обработки материалов двойными бихроматическими импульсами, а также при дальнейшем изучении особенностей формирования лазерной плазмы.

Исследована возможность применения наносекундных лазерных импульсов для перфорации элементов диффузионно-сварного соединения типа керамика-металл-керамика. Экспериментально продемонстрировано улучшение механических свойств соединений с предварительно обработанными импульсно-периодическим Nd:YAG-лазером элементами по сравнению с необработанными. В частности, показано увеличение предела прочности соединения с обработанными элементами до 40 % и относительного удлинения до 50 % по сравнению с металлокерамическими соединениями без лазерной обработки. Также проведены сравнительные исследования распределения деформаций в диффузионно-сварных соединениях с предварительной лазерной обработкой и без нее. Полученные результаты позволяют снизить энергозатраты на проведение процесса диффузионной сварки и повысить качество соединений разнородных материалов в целом.

Разнообразные лазерные технологии активно используются в металлообработке.

В частности, лазерная ударная обработка (ЛУО) является наиболее эффективным способом увеличения ресурса металлоконструкций, подверженных многоцикловой нагрузке. Она используется для увеличения ресурса дорогостоящих элементов конструкции, например, деталей авиационных двигателей. Такой обработке рекомендуется подвергать детали, прошедшие определенный срок эксплуатации. Однако, в дополнение к ЛУО, в технологический цикл имеет смысл добавить некоторые сопутствующие лазерные технологии, такие как очистка, полировка и наплавка. Эти технологии уже давно применяются в обработке металлов. Бывшие в употреблении детали, прежде всего, нуждаются в тщательной очистке перед проведением процесса ЛУО. Для этого наиболее эффективна лазерная очистка. Затем деталь может нуждаться в ликвидации забоин, для чего весьма эффективна лазерная наплавка. После проведения этих операций, а также ЛУО, обычно требуется полировка детали, которая также возможна с использованием лазерной технологии. В данной статье рассмотрены основные лазерные методы очистки, наплавки и полировки металлических конструкций, которые могут быть использованы, как совместно действующие.