Науково-технологічні основи лазерних і гібридних процесів наплавлення та модифікації поверхонь металевих виробів

Размещено на http://allbest.ru

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

УДК 621.375.826:621.791.72

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

НАУКОВО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЛАЗЕРНИХ І ГІБРИДНИХ ПРОЦЕСІВ НАПЛАВЛЕННЯ ТА МОДИФІКАЦІЇ ПОВЕРХОНЬ МЕТАЛЕВИХ ВИРОБІВ

Спеціальність 05.03.07 - Процеси фізико-технічної обробки

ХАСКІН

Владислав Юрійович

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Інституті електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України.

Науковий консультант:член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук Крівцун Ігор Віталійович Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона

НАН України, заступник директора

Офіційні опоненти: доктор технічних наук Коржик Володимир Миколайович Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, завідувач відділом

доктор технічних наук, професор Головко Леонід Федорович Національний Технічний Університет України «Київський політехнічний інститут», заст. зав. кафедрою

доктор технічних наук, професор Лихошва Валерій Петрович Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, провідний науковий співробітник

Захист відбудеться «20» грудня 2010 р. о 15⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.15 при НТУУ «Київський політехнічний інститут» за адресою 03056, м. Київ, проспект Перемоги, 37.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці НТУУ «КПІ» за адресою 03056, м. Київ-56, проспект Перемоги, 37.

Автореферат розісланий «28» жовтня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук Р.М. Рижов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасні тенденції розвитку науки і техніки, а також кризові явища останніх років чітко показали, що до найбільш актуальних проблем промислового виробництва відноситься проблема збереження ресурсів. Одним із шляхів вирішення цієї проблеми є подовження експлуатаційного ресурсу деталей машин і механізмів. Основними підходами тут є розробка і використання нових матеріалів або обробка поверхонь існуючих матеріалів, спрямована на максимальне підвищення їхніх властивостей (наприклад, міцності, зносо- і корозійної стійкості). Останній підхід є найбільш доцільним з економічної точки зору, однак його реалізація традиційними методами (об'ємної термообробки, обробки поверхонь деталей з використанням ТВЧ і дугових технологій) ускладнюється через обмеженості можливостей таких джерел тепла, які пов'язані із недостатньою концентрацією енергії.

Для розв'язання вказаної проблеми в останні роки розроблюються і використовуються такі нові способи обробки поверхні, як плазмові, електронно-променеві та лазерні. До переваг перших відносяться висока продуктивність і порівняно невелика собівартість (як показано, наприклад, в роботах Ю.С.Борисова), до переваг других (роботи О.К.Назаренка, Б.А.Мовчана) і третіх (роботи Л.Ф.Головка, В.П.Ліхошви) - висока стабільність і локальність термічного впливу на матеріал, що оброблюється. До переваг третього способу (на відміну від другого) належить також відсутність необхідності у вакуумуванні деталі, яка оброблюється. Зі сказаного слідує, що найбільший інтерес будуть становити такі способи поверхневої обробки (запропоновані в роботах E.Beyer, S.Sasaki), які поєднують переваги першого і третього. Саме до них належать нові гібридні технології, спрямовані на розширення можливостей лазерної обробки за рахунок спільного використання лазерного випромінювання з іншими джерелами теплової енергії - електричною дугою, струменем плазми, високочастотним електромагнітним полем (наприклад, роботи W.M.Steen, M.Hamasaki, U.Dilthey, C.L.M.Coddet, L.N.Jian тощо). Як показав в своїх трудах І.В.Крівцун, метою розробки гібридних процесів є збереження і, по можливості, підсилення характерних для кожної із складових переваг, при одночасному взаємному усуненні основних їх недоліків. При цьому лазерна потужність може частково замінятися більш дешевою дуговою або плазмовою, що дозволяє використовувати лазери меншої потужності (у сполученні з плазмовим або дуговим обладнанням), в результаті чого значно зменшується загальна вартість обладнання і експлуатаційні витрати.

В останнє десятиріччя відбувається підвищення зацікавленості дослідників у розробці і промисловому застосуванні лазерних технологій обробки поверхні. Це, зокрема, зв'язано із появою нової лазерної техніки, до якої відносяться компактні потужні лазери із підвищеним ККД і автоматизовані технологічні комплекси із комп'ютерним управлінням на їх основі. Технології лазерної обробки поверхні зазвичай застосовують для досягнення такого ефекту, якого неможливо одержати іншими методами. В першу чергу це стосується отримання дрібнокристалічних структур, високої зносо- і корозійної стійкості, прецизійної обробки, можливості наплавляти або модифікувати шари металу товщиною 0,1…3,0 мм, мінімізації залишкових деформацій, високої локальності термічного впливу на основний метал (ОМ) тощо. Процеси лазерної термічної обробки поверхонь металевих виробів детально вивчалися як вітчизняними (наприклад, школа проф. В.С.Коваленка), так і зарубіжними (наприклад, Y.Arata, G.Sepold) дослідниками. Нажаль, порівняно із станом досліджень інших лазерних технологій, процеси лазерного наплавлення і поверхневого легування на сьогодні вивчені ще недостатньо. В першу чергу це стосується систематизації наявних знань, відсутності узагальнюючих підходів до вибору режимів обробки тощо. Так, наприклад, в роботах дослідників московської школи А.Г.Григорьянца цим питанням приділена недостатня увага, а їх результати носять переважно констатуючий характер. У той же час, наприкінці ХХ сторіччя лазерне наплавлення одержало промислове застосування в країнах СНД завдяки роботам О.О.Величко (Україна), В.Е.Архипова (Росія) і О.Г.Девойно (Білорусія). Так, лазерне наплавлення стали застосовувати для відновлення голок і крючків у швейній промисловості, осей рокерів та самих рокерів у двигунах внутрішнього згоряння, колінчастих валів мотоциклів і компресорів, шарових пальців, зубців шестерень, посадочних місць вал-шестерень і автомобільних напівосей, матриць і пуансонів прес-форм та багатьох інших деталей. В результаті знання, що стосуються лазерного наплавлення і легування, набули характер недостатньо узагальнених і переважно емпіричних рекомендацій.

Не зважаючи на широкі можливості, які забезпечують лазерні технології зміцнення і відновлення деталей, в нашій країні за останнє десятиріччя спостерігається певна негативна тенденція зменшення об'ємів їх промислового застосування. На нашу думку, зниження показників впровадження вказаних технологій викликано низкою недоліків існуючих підходів до розв'язання промислових задач: недостатність об'єму знань про особливості протікання фізичних процесів, відсутність необхідних математичних моделей і, відповідно, можливості попереднього моделювання цих процесів, відсутність універсальної методики розв'язання типових практичних задач і, як наслідок, розробка технологічних процесів на основі застарілих емпіричних рекомендацій.

Тому дослідження, спрямовані на створення нових, науково обґрунтованих підходів і методів розв'язання широкого спектру задач в галузі процесів фізико-технічної обробки поверхні з використанням лазерного випромінювання, є актуальною науково-технічною проблемою. Вирішення цієї складної проблеми є неможливим без проведення комплексу досліджень процесів лазерної, гібридної та комбінованої обробки поверхонь деталей; розвитку наукових основ цих процесів з метою створення універсальної методики вибору параметрів технологічних режимів і прийомів, які забезпечують потрібні якість, функціональні характеристики і властивості деталей при наплавленні і модифікуванні їх поверхонь.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України відповідно до планів фундаментальних і прикладних робіт за такими темами: 77/4 «Дослідження оптимальних параметрів ВЧ-струму, лазерного та електронного пучків як джерел нагріву для зварювання та пайки і розробка на їх основі енергозаощаджуючого устаткування» (0197U014897); 77/5 «Розробка технології зварювання стикових швів конструкційних сталей та наплавки зносостійких шарів на тіла обертання з використанням взаємодії концентрованих джерел нагріву» (0100U004964); 77/1 «Розробка технології і технологічного комплексу для гібридного лазерно-дугового зварювання металів середніх та великих товщин з високочастотними джерелами живлення» (0103U005422); 77/33 «Дослідження взаємодії металів з лазерним випромінюванням різної довжини хвиль з метою розробки нових методів одержання покриттів із аморфних, квазіаморфних та композитних матеріалів, стійких проти стирання і їх нероз`ємних з`єднань» (0102U005846); 77/34 «Розробка гібридних лазерно-дугових і лазерно-плазмових процесів зварювання і обробки матеріалів, а також створення нових функціональних покриттів з наперед заданими властивостями» (0102U005772); 77/3 «Розробка технології та обладнання для лазерного різання та зварювання тонкостінних складнопрофільних конструкцій із сталей і кольорових сплавів» (0107U000511); 73,77,22/28 «Дослідження фізико-хімічних і теплових явищ, при нанесенні покриттів і модифікуванні в умовах гібридних і комбінованих лазерно-плазмових процесів» (0107U002631). Зазначені науково-дослідні роботи, виконавцем та відповідальним виконавцем яких був здобувач, стали основою для підготовки і представлення даної дисертації.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розвиток науково-технологічних основ процесів наплавлення і модифікування поверхонь металевих виробів з використанням лазерного випромінювання шляхом дослідження теплових і фізико-металургійних явищ, що супроводжують вказані процеси; створення на цій базі узагальненої розрахунково-експериментальної методики попереднього оцінювання і вибору параметрів технологічних режимів, які забезпечують потрібні якість і функціональні характеристики поверхонь деталей, що оброблюються.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі основні завдання:

1. Аналіз сучасного стану і тенденцій розвитку процесів інженерії поверхні із використанням лазерного випромінювання.

2. Дослідження фізичних процесів при лазерній і гібридній обробці металевих поверхонь.

3. Дослідження фізико-металургійних особливостей процесів наплавлення і модифікування поверхонь металевих виробів з використанням лазерного випромінювання.

4. Побудова узагальненої розрахунково-експериментальної методики визначення параметрів режиму і вивчення впливу техніки лазерної та гібридної обробки на якість і функціональні властивості поверхні.

5. Розробка і впровадження технологічних процесів модифікування і наплавлення поверхонь металевих виробів з використанням лазерного випромінювання.

Об'єкт дослідження - технології наплавлення й модифікування поверхонь металевих виробів з використанням лазерного випромінювання.

Предмет дослідження - теплові та фізико-металургійні процеси, що відбуваються в оброблюваному шарі при лазерній та гібридній обробці поверхонь металів і сплавів.

Методи дослідження. Для розв'язання поставлених завдань і отримання основних результатів дисертаційної роботи використовувались такі сучасні методи дослідження, як: математичне моделювання, а також аналітичні і числові методи аналізу фізичних явищ, які супроводжують процеси наплавлення і модифікування металевих поверхонь, що розглядаються; акустичні та хронографічні методи контролю; оптичне і механічне вимірювання геометричних параметрів наплавлених та модифікованих шарів; металографічні дослідження одержаних структур за допомогою оптичної і електронної мікроскопії; вимірювання внутрішніх залишкових напружень шляхом рентгенофазового аналізу; мікродюрометричний аналіз; трибологічні дослідження властивостей наплавлених та модифікованих шарів методом вимірювання зносостійкості та коефіцієнта тертя в умовах сухого тертя і тертя із обмеженим змащуванням. У випадках вимірювання зносостійкості, коефіцієнта тертя і мікротвердості для підвищення достовірності показники, що отримували, усереднювали за кількома (від 3 до 10) зразками.

Наукова новизна одержаних результатів. В роботі проведено комплекс теоретичних і експериментальних досліджень, спрямованих на забезпечення потрібних якості та функціональних характеристик поверхонь деталей при наплавленні і модифікуванні поверхневих шарів з використанням лазерного випромінювання. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

- встановлено нові закономірності формування напружено-деформованого стану наплавлених і модифікованих за допомогою лазерного випромінювання шарів в залежності від характеру термічного циклу обробки і теплофізичних властивостей матеріалів, запропоновано шляхи управління ним за рахунок застосування спеціальних прийомів лазерної обробки та використання додаткових теплових джерел;

- в результаті теоретичних і експериментальних досліджень теплових процесів при лазерній обробці металевих поверхонь показано, що в умовах сталого режиму енергія, яка витрачається на нагрівання і зміну фазового стану системи «наплавлений або модифікований шар - основний метал», становить (по відношенню до енергії випромінювання, що падає) від 15% для сплавів на Fe-основі до 30% для сплавів на Ni-основі при довжині хвилі л=10,6 мкм і від 40% для Fe-сплавів до 60% для Ni-сплавів при л=1,06 мкм; у випадку гібридної обробки до цієї енергії додається енергія дугового джерела тепла, яка становить близько 50% електричної енергії дуги непрямої дії або близько 75% для дуги прямої дії;

- запропонована спрощена математична модель теплових процесів в системі «наплавлений або модифікований шар - ОМ», яка дозволяє враховувати поверхневе випаровування матеріалу, а також залежність коефіцієнту поглинання лазерного випромінювання від довжини хвилі, температури і складу присаджувального або основного металу, що дає можливість із достатньою точністю прогнозувати параметри режиму обробки із урахуванням критерію мінімізації тепловкладання;

- вперше за допомогою рентгеноструктурних вимірів залишкових напружень першого роду у наплавлених і модифікованих шарах встановлено, що за рахунок використання гібридних або комбінованих процесів, які дозволяють модифікувати термічний цикл лазерної обробки, залишкові напруження значно (на третину й більш) зменшуються, що в кінцевому результаті дозволяє підвищити зносостійкість на 15…25% та зменшити коефіцієнт тертя приблизно у 1,5 рази по відношенню до відповідної лазерної обробки;

- показано, що для збереження основних переваг лазерної обробки металевих поверхонь (високих локальності термічного впливу і швидкості обробки) із одночасним усуненням її характерних недоліків (в першу чергу тріщин) при реалізації гібридної або комбінованої обробки необхідно забезпечити певне співвідношення потужностей лазерного і допоміжного джерел енергії (наприклад, для лазерно-плазмового або лазерно-дугового процесів - в межах від 2:1 до 1:2);

- в результаті експериментальних досліджень схильності до утворення внутрішніх пор у наплавлених або модифікованих шарах, одержаних із використанням лазерного випромінювання, вперше встановлено, що необхідними умовами одержання бездефектних шарів є перевищення погонної енергії процесу рівня 80…100 Дж/мм, а часу існування рідкої ванни - 0,13…0,15 с;

- експериментально виявлено ефект заглиблення активної плями електричної дуги у вузьку розробку через створення покращених умов формування каналу струму дуги за рахунок лазерного випаровування матеріалу, що оброблюється;

- на основі проведених досліджень процесів обробки металевих поверхонь за допомогою лазерного випромінювання вперше запропонована універсальна розрахунково-експериментальна методика вибору оптимальних режимів цих процесів за критеріями мінімізації тепловкладання і кількості характерних дефектів.

Практичне значення. Встановлені в роботі закономірності процесів лазерної, гібридної та комбінованої обробки поверхні, а також вимоги до умов їх реалізації дозволили створити допоміжне обладнання, яке забезпечує технологічні прийоми і режими обробки, що гарантують одержання потрібної якості і функціональних характеристик поверхонь виробів. До такого обладнання відносяться: сканатор лазерного випромінювання, дозатор для подачі порошкових матеріалів, індуктори для супутнього ВЧ-підігріву, системи захисту і подачі газів у ванну розплаву, спеціалізовані лазерно-дугові пальники і гібридні плазмотрони. Практична цінність роботи міститься в наступному:

- за результатами лабораторних випробувань на зносостійкість і ходових випробувань деталей двигунів внутрішнього згоряння і ходової частини автомобільного транспорту, які працюють в парах тертя-ковзання в умовах рідкого та твердого змащування при навантаженнях до 1,0…1,5 МПа і швидкостях до 8 м/с, показана можливість використання таких деталей з наплавленими лазерним способом шарами, кількість мікротріщин в яких знаходиться в межах 25…60% за показником тріщиноутворення;

- для відновлення подібних деталей, які працюють в парах тертя-ковзання в умовах рідкого і твердого змащування при навантаженнях понад 1,0…1,5 МПа і швидкостях, більших ніж 8 м/с, потрібно забезпечити показник тріщиноутворення не вищий за 15%, і зменшити залишковий напружений стан в наплавлених шарах мінімум на 25…35%, що досягається за рахунок застосування гібридних або комбінованих процесів наплавлення (наприклад, лазерно-мікроплазмового або лазерного із супутнім ВЧ-підігрівом);

- розроблена технологія поверхневого лазерно-мікроплазмового легування сталевих шийок тепловозного колінчастого вала, яка дозволяє знизити коефіцієнт тертя (з 0,24…0,26 до 0,15…0,20 при навантаженнях 0,2…0,6 кН) і одночасно підвищити задиростійкість (до 0,8 кН на швидкості ковзання 1,3 м/с), що дає можливість підвищити ККД двигунів внутрішнього згоряння;

- розроблена технологія і визначені параметри режимів лазерно-дугового наплавлення поршнів двигунів внутрішнього згоряння з алюмінієвих сплавів, яка дозволяє без попередньої механічної обробки заплавляти канавки прямокутної форми зі швидкістю від 50 м/год і вище при використанні лазерного випромінювання з густиною потужності не меншою за 5·10⁵ Вт/см²;

- розроблено і впроваджено спосіб лазерного зварювання нещільно прилягаючих тонких (0,5…1,0 мм) сталевих крайок для виготовлення трубчастих фільтруючих елементів з сітчастими стінками, яке здійснюється за технологічною схемою лазерного порошкового наплавлення на мідній підкладці й дозволяє з'єднувати як суцільні, так і перфоровані крайки (ЗАТ «Чернівецький хімзавод», м. Чернівці);

- розроблені та впроваджені технології лазерної термообробки і лазерно-мікроплазмового модифікування довговимірних внутрішніх поверхонь виробів з комплексно легованих сталей (Завод ім. Малишева, м. Харків), комбінованого відновлювального лазерного наплавлення з ВЧ-підігрівом шийок осей і лазерної термообробки поверхонь катання колісних пар залізничних вагонів (вагоноремонтний завод, м. Нижній Удінськ, Росія), ремонтного лазерного наплавлення деталей автомобільних двигунів і ходової частини (ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАНУ), відновлювання штампового оснащення і прес-форм (ЗАО «Укрпласт», м. Київ, ООО «Костал Украина», м. Переяслав-Хмельницький), а також деталей поліграфічних машин (АО «Электронполиграфсервис», м. Київ).

Теоретичні положення і практичні рекомендації із зміцнення і відновлення деталей машин і механізмів модифікуванням та наплавленням із застосуванням лазерного випромінювання можуть бути використаними у навчальному процесі при підготовці студентів і аспірантів технічних спеціальностей.

Особистий внесок здобувача. В дисертаційній роботі авторові належать: постановка мети і обґрунтування задач дослідження, вибір наукових підходів до їх вирішення, аналіз особливостей і тенденцій розвитку лазерних і гібридних технологій наплавлення і поверхневого зміцнення металів і сплавів [2, 3, 5, 25, 27], постановка і розв'язання теплофізичних задач наплавлення, нанесення покриттів, легування і зміцнення за допомогою лазерного випромінювання, створення алгоритму вибору параметрів режиму обробки, планування і проведення експериментів з лазерної, гібридної та комбінованої обробки поверхні, обробка результатів механічних випробувань. Автором проаналізована схема розподілу потужностей лазерного випромінювання при лазерному наплавленні, яка дозволила створити метод розрахунку термічних циклів процесу і розподілу температури по глибині системи “наплавлений шар - основний метал”. Особисто автором виконані обробка і аналіз усіх експериментальних даних, сформульовані висновки за результатами металографічних і механічних випробувань, спрогнозовано поведінку оброблених виробів в процесі експлуатації [6, 7, 9, 10, 12, 22, 25-27, 29, 33]. Автором проаналізовані причини та особливості утворення характерних дефектів досліджених процесів і запропоновані методи їх усунення [1-5, 11, 13-18, 23-25, 28, 30-33]. Шляхом поєднання розрахункового підходу з експериментальними дослідженнями і літературними даними автором розроблена розрахунково-експериментальна методика вибору параметрів режиму лазерної, гібридної або комбінованої поверхневої обробки. На підставі проведених досліджень автором розроблені та впроваджені процеси лазерного і лазерно-плазмового наплавлення і модифікування поверхонь сталевих та чавунних виробів.

Апробація роботи. Основні положення і результати дисертації докладалися і обговорювалися на міжнародних та всеукраїнських науково-технічних конференціях і семінарах: Сonference «MESOMECHANICS'98» (Tel-Aviv, Israel, 31 may - 2 june, 1998); Міжнародна конференція «Сварка и родственные технологии - в XXI век» (24-27 листопада 1998 р., Київ, ІЕЗ ім. Є.О. Патона); International Conference on Laser Technologies in Welding and Materials Processing (Ukraine, Crimea - 1-st in May 19-23, 2003; 2-nd in May 23-27, 2005; 3-rd in 29May-1June, 2007; 4-th in May 25-29, 2009); Конференція молодих вчених та спеціалістів «Отримання, властивості та застосування надтвердих матеріалів» (м. Київ, ІНМ ім. В.М.Бакуля, 12-13 листопада 2002 р.); Перша науково-практична конференція молодих учених «Металознавство та обробка металів» (м. Київ, ФТІМС НАН України, 26-28 лютого 2003 р.); Україно-російський семінар «Лазерные технологии и опыт их внедрения» (м. Київ, 31 жовтня 2003 р.); ІХ Міжнародна науково-технічна конференція «Проблемы сварки, металлургии и родственных технологий» (Грузія, Тбілісі, 21-22 жовтня 2004); Всеукраїнська науково-технічна конференція молодих учених та спеціалістів “Зварювання та суміжні технології” (п.г.т. Ворзель, ІЕЗ ім. Є.О.Патона - 1-а 22-24 травня 2001 р., 2-а 25-27 червня 2003 р., 3-я 25-27 травня 2005 р., 4-а 23-25 травня 2007 р., 5-а 27-29 травня 2009 р.); 8-ий Міжнародний Конгрес «Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов» (Україна, м. Харків, ННЦ «ХФТИ», ИПЦ «Контраст», 2007 р.); Сonference IWOTE'08 (BIAS, April 22-23, 2008, Bremen, Germany); Всеукраїнська науково-технічна конференція студентів, аспірантів і молодих науковців «Зварювання та споріднені процеси і технології» (м. Миколаїв, НУК, 3-7 вересня 2008 р.); V Міжнародна науково-технічна конференція «Новые технологии, методы обработки и упрочнения деталей энергетических установок» (м. Запоріжжя-Алушта, 22-27 вересня 2008 р.); Четверта конференція молодих вчених та спеціалістів «Надтверді, композиційні матеріали та покриття: отримання, властивості, застосування» (м. Київ, ІНМ НАНУ 15-16 жовтня 2008 р.); Всеукраїнська конференція молодих вчених «Сучасне матеріалознавство: матеріали та технології. СММТ-2008» (м. Київ, 12-14 листопада 2008 р.); Міжнародна конференція «Сварка и родственные технологии в третье тысячелетие» (м. Київ, ІЕЗ ім. Є.О.Патона, 24-26 листопада 2008 р.); IX Міжнародна молодіжна науково-практична конференція «Людина і Космос» (м. Дніпропетровськ, 2009 р.).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 38 робіт, з них 29 у фахових виданнях, що входять до переліку ВАК України.

Структура і об'єм дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаної літератури і додатків. Загальний обсяг дисертації складає 491 сторінок, включаючи 38 таблиць, 221 малюнок, список літератури з 401 найменування на 28 сторінках і додатків на 22 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету роботи і визначено основні завдання досліджень, описано об'єкт і методи досліджень, зазначено наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, а також особистий внесок автора.

Перший розділ присвячено аналізу сучасного стану досліджень і тенденцій розвитку лазерних технологій в галузі інженерії поверхні. Ці дослідження, переважно, спрямовані на розв'язання проблеми ресурсозбереження шляхом підвищення експлуатаційного ресурсу деталей машин і механізмів. Для вирішення вказаної проблеми найбільш доцільно використовувати такі технології обробки поверхні матеріалів, які здатні максимально покращити властивості останніх (наприклад, підвищити міцність, зносо- і корозійну стійкість).

До цих технологій, зокрема, відносяться процеси наплавлення і модифікування поверхонь деталей, основані на використанні лазерного випромінювання.

Переваги застосування лазерних технологій обробки поверхні можна розглянути на прикладі лазерного наплавлення. Від інших наплавочних процесів воно відрізняється низькими значеннями погонної енергії, мінімальною товщиною стінки і малими розмірами деталі, що наплавляють, а також малою часткою основного металу в наплавленому (табл.1).

На підставі огляду літературних джерел визначені найбільш вірогідні дефекти шарів, що одержані при наплавленні з використанням лазерного випромінювання: утворення пор, тріщин, відшарування покриттів, дефекти їх геометрії.

Встановлено, що пошук оптимальних режимів обробки металевих поверхонь за допомогою лазерного випромінювання доцільно вести в таких діапазонах варіювання параметрів: потужність Р=800…5000 Вт для випромінювання з довжиною хвилі л=10,6 мкм, Р=100…4000 Вт - для л=1,06 мкм і Р=50…2000 Вт - л=0,808/0,940 мкм; швидкість V=20…300 м/год; діаметр плями фокусування d_П=0,5…5,0 мм; масові витрати присаджувального матеріалу G_П=0,1…1,0 г/с.

Таким чином, аналіз сучасного стану розвитку лазерних технологій в галузі інженерії поверхні показав, що наукові основи лазерних і гібридних процесів були закладені такими дослідниками, як W.M.Steen, Y.Arata, G.Sepold, C.L.M.Coddet, А.Г.Григорьянц, В.С.Коваленко, О.А.Величко та ін. Надалі роботи у цьому напрямку продовжували розвивати як вказані автори, так і інші дослідники (U.Dilthey, E.Beyer, L.N.Jian, S.Sasaki, І.В.Крівцун, О.Г.Девойно тощо).

Однак, не дивлячись на значну кількість робіт в цьому напрямку, до цих пір відсутні систематизовані науково-технологічні підходи до розв'язання задач лазерного й, особливо, гібридного наплавлення і модифікування поверхонь, а також методики науково обґрунтованого вибору параметрів технологічних режимів. Це не дозволяє ефективно розробляти і впроваджувати нові технології лазерної обробки поверхні.

Другий розділ присвячено дослідженню фізичних процесів, що відбуваються при лазерній і гібридній обробці металевих поверхонь. Згідно літературним даним, в процесах лазерної поверхневої обробки використовуються густини потужності випромінювання в межах [Вт/см²].



Рис. 1. Схема витрат потужності при лазерному наплавленні: 1 - лазерне випромінювання; 2 - основний метал; 3 - сопло подачі присаджувального порошку; 4 - зона плавлення; 5 - наплавлений валік; 6 - факел плазмово-крапельних викидів.

Аналіз балансу енергії при лазерному наплавленні дозволив розробити схему, приведену на рис.1, згідно якої енергія лазерного джерела розподіляється наступним чином

. (1)

Тут Р_л - потужність сфокусованого лазерного випромінювання; Р_ф - потужність, поглинена в об'ємі плазмово-парового факелу; - потужність лазерного випромінювання, що падає на поверхню оброблюваного матеріалу.

Потужність Р_ф витрачається на теплове випромінювання і конвективно-кондуктивний теплообмін плазмово-парового факелу із оточуючим газом (Р_ф), а також на теплопередачу від лазерної плазми до оброблюваного матеріалу (Р_пл):

. (2)

Таким чином, потужність, яка відводиться у виріб:

, (3)

де А - коефіцієнт поглинання лазерного випромінювання поверхнею металу, що наплавляється.

Відповідно, віддзеркалена потужність . У випадку гібридного наплавлення величина Р_пл може бути вираженою наступним чином:

, (4)

де з - ефективний ККД нагрівання металу дуговою плазмою; I, U - струм і напруга на дузі.

Потужність, яка вводиться у виріб, витрачається на його нагрівання (), плавлення основного і присаджувального матеріалу, а також поверхневе випаровування шару, що наплавляється (Р_исп).

Для вибору параметрів режиму обробки необхідно оцінити динаміку зміни температурного поля в системі «наплавлений шар - ОМ», яке виникає в результаті дії лазерного (рис. 2,а) або комбінованого лазерно-плазмового (лазерно-дугового) джерела тепла (рис. 2,б) на оброблювану поверхню.



а)

б)

Рис. 2. Схеми розподілу: а) - температур T(z,t) по глибині z системи «наплавлений шар - ОМ» при лазерному наплавленні; б) - теплових потоків від лазерного q_л (радіусом R_л=d_П/2) і плазмового q_пл (радіусом R_пл) джерел тепла при лазерно-плазмовому (лазерно-дуговому) наплавленні.

Для визначення розподілу температурного поля в системі «наплавлений шар - ОМ» товщиною Н (рис.2,а) використовуються наступні припущення:

1) висота наплавленого або модифікованого шару h, а також глибина, на якої відбувається помітна зміна температурного поля в системі «наплавлений шар - ОМ», є значно меншою за поперечні розміри теплового джерела d_П (), що із достатньою точністю дозволяє розглядати процес теплопереносу в рамках одномірного (по глибині) наближення для одержання необхідної оцінки розподілу температур T(z,t);

2) при нагріванні поверхні металевого розплаву вище за температуру кипіння процес конвективного випаровування і розльоту металевої пари може бути описаний в рамках моделі, запропонованої Найтом [Найт Ч. Дж. Теоретическое моделирование быстрого поверхностного испарения при наличии противодавления // Ракетная техника и космонавтика. - 1979. - № 5. - C. 81-86].

3) час експозиції випромінювання на певній ділянці поверхні системи визначається залежністю

(5)

де d_П=2R_л - діаметр плями фокусування лазерного пучка, V - швидкість наплавлення.

Інтенсивність випромінювання Wp, яке падає на оброблювану поверхню, визначається залежністю . Тоді тепловий вплив лазерного пучка на розглянуту ділянку поверхні металевого зразку можна представити у вигляді поверхневого джерела тепла густиною , яке діє на протязі часу ф.

У випадку, показаному на рис.2(б), складові часу експозиції

; ; . (6)

Тоді інтегральний тепловий потік при комбінованому (лазерно-плазмовому або лазерно-дуговому) наплавленні становитиме

(7)

де - тепловий потік, який вводиться дуговою плазмою.

З урахуванням зроблених наближень рівняння переносу тепла в розглянутій системі, при лазерному і комбінованому наплавленні, можна записати у вигляді

, (8)

де - ефективна теплоємність металу (з урахуванням прихованої теплоти плавлення), густина і коефіцієнт теплопровідності, відповідно. Надалі С₁(Т), с₁(Т), л₁(Т) - для металу наплавленого шару, С₂(Т), с₂(Т), л₂(Т) - для основного металу. На границі «наплавлений шар - ОМ» виконується умова ідеального теплового контакту

; . (9)

Граничні умови для рівняння (8) запишемо у вигляді

. (10)

Тут - втрати тепла на випромінювання з поверхні до навколишнього середовища, - ступінь чорноти поверхні металу, постійна Стефана-Больцмана, - температура навколишнього середовища, - питомі втрати тепла на випаровування, - питома теплота пароутворення, - питомий масовий потік пари, , - густина металевої пари і швидкість його розлітання поблизу поверхні випаровування.

Початкові умови для рівняння (8) запишемо у вигляді

. (11)

Для замкнення задачі (8) - (11) скористалися моделлю Найта, згідно якій поблизу поверхні випаровування металу існує кнудсенівський шар товщиною порядку кількох довжин вільного пробігу частинок пари, за межами якого (у газодинамічній області течії) встановлюється рівновага за поступальними ступінями свободи цих частинок. Використали наступні співвідношення, що пов'язують густину і температуру пари на межі кнудсенівського шару, із густиною насиченої пари і температурою поверхні розплаву :

(12)

(13)

Тут , - газова постійна, - показник адіабати пари, яку вважаємо одноатомним ідеальним газом, - число Маха на межі кнудсенівського шару. Тиск насиченої пари знаходиться з рівняння Клайперона-Клаузіуса, а густина з рівняння стану ідеального газу . Швидкість і тиск пов'язані із густиною і тиском у зовнішньому газі через співвідношення на ударній хвилі:

. (14)

Для чисельного розв'язання задачі (8) - (11), з урахуванням (12) - (14), використовували метод кінцевих різниць із залученням неявної різницевої схеми.

Чисельна реалізація нелінійностей, обумовлених втратами тепла на випромінювання і випаровування, здійснювалася методом ітерацій нелінійного різницевого рівняння, яке є сітковим аналогом умови локального балансу енергії на поверхні пластини.

В результаті для різних матеріалів, які нагріваються лазерним випромінюванням, було встановлено, що у досліджуваному діапазоні густин потужності максимально можливим є перегрів поверхні ванни розплаву вище температури кипіння приблизно на 20…60?С.

Модель (8) - (14) дозволяє розрахунковим способом визначати параметри режимів лазерного, гібридного та комбінованого наплавлення і поверхневого модифікування.

Так, для випадку наплавлення оптимізацію розрахунку режиму пропонується вести за критерієм мінімізації тепловкладання:

T(h,t)=Т_пл+Т_пер , (15)

де Т_пл - температура плавлення металу основи, Т_пер - температура перегріву (Т_пер > 0). Для випадків термічного зміцнення критерій оптимізації має вигляд

T_Ac1?T(h,t)<Т_пл , (16)

де Т_Ас1 - температура фазового переходу в точці А_С1 за відповідною для обраного основного матеріалу діаграмою стану.

Витрати присаджувального матеріалу G_П в процесах наплавлення визначаються за залежністю

. (17)

Для проведення розрахунків основні та присаджувальні матеріали були розділені на кілька характерних груп, обрані типові представники і визначені їхні теплофізичні характеристики.

Для усіх груп матеріалів і запропонованих схем технологічних процесів лазерного, гібридного та комбінованого наплавлення і поверхневого модифікування проведені розрахунки і визначені оптимальні (з позицій мінімального тепловкладання) параметри технологічного режиму (для лазерних - Р, V, d_П, G_П, для комбінованих - додатково Р_пл, R_пл).

Розглянемо приклад лазерного наплавлення сталі 20ХН сплавом на Ni-основі з 8…16%Cr.

Результати розрахунку наведено на рис.3 при наступних значеннях параметрів: h=0,8 мм, Р=2,5 кВт, d_П=3 мм.

Оптимізація розподілу Т(z,t) за критерієм (15) дозволила обрати швидкість V=52 м/год (рис.3,а). У зв'язку із малим часом нагрівання (ф=0,206 с) положення нижньої межі ЗТВ визначали за часом зміни кількості аустеніту і цементиту в твердої фазі згідно рівнянню Фіка (рис.3,б).

Далі, згідно (17), визначали масові витрати присаджувального порошку - G_П=0,24 г/с.



а)

б)

Рис. 3. Розподіл (а) температури по глибині при лазерному наплавленні сплаву на Ni-основі із 8…16%Cr на пластину із сталі 20ХН товщиною 5 мм і термічний цикл (б) в нижній частині ЗТВ (0,5 с від піку нагрівання до встановлення температури точки Ас₃).

Для порівняння розрахункових результатів із експериментальними, засобами оптичної пірометрії та за допомогою термопар вимірювали температуру оброблюваної поверхні. Ці виміри дозволили побудувати гілки нагрівання і охолодження для термічних циклів лазерної та лазерно-мікроплазмової обробки (рис.4). Порівняння показало, що розбіжність між експериментом і розрахунком не перевищує 10%, що є прийнятним для подальшого використання розробленої математичної моделі в технологічних розрахунках.

а)

б)

Рис. 4. Термічні цикли лазерного (а) і лазерно-мікроплазмового (б) оплавлення поверхні сталі 20ХН (неперервна лінія - розрахунок, пунктирна - виміри): Р=2,5 кВт, V=60 м/год, d_П=3 мм, d_пл=5 мм, I=43 А, U=30 В.

Подібні розрахунки і експериментальні дослідження проводилися для широкого кола основних та присаджувальних матеріалів. На основі порівняння одержаних розрахункових і експериментальних даних було оцінено складові наведеного вище енергетичного балансу процесів лазерного і гібридного наплавлення. В умовах сталого режиму сумарна енергія лазерного пучка поділяється на наступні частини. Енергія лазерного випромінювання, яка витрачається на нагрівання системи «наплавлений або модифікований шар - ОМ» і її поверхневе випаровування, становить від 15% для сплавів на Fe-основі до 30% для сплавів на Ni-основі при довжині хвилі л=10,6 мкм і від 40% для Fe-сплавів до 60% для Ni-сплавів при л=1,06 мкм. Енергія, що віддзеркалюється поверхнею рідкої ванна - від 60% для Ni-сплавів до 75% для Fe-сплавів при л=10,6 мкм і, відповідно, від 40% для Ni-сплавів до 60% для Fe-сплавів при л=1,06 мкм. Енергія лазерного випромінювання, що поглинається у плазмово-паровому факелі, при л=10,6 мкм не перевищує 10%, частина якої передається від факелу ванні розплаву. У випадку гібридної лазерно-дугової обробки до енергії лазерного випромінювання, що йде на нагрівання системи «присаджувальний матеріал - ОМ», додається енергія дугового джерела тепла, яка становить близько 50% електричної енергії для дуги непрямої дії або близько 75% для дуги прямої дії.

Таким чином, створено математичну модель, що дозволяє проводити розрахункову оцінку розподілу температур по глибині системи «наплавлений або модифікований шар - ОМ». Така оцінка, з урахуванням критерію мінімізації тепловкладання, може бути використана для попереднього вибору параметрів режиму обробки і наступного корегування цих параметрів з використанням експериментальних даних. Даний підхід дозволяє суттєво скоротити необхідну кількість експериментів.

Третій розділ присвячено дослідженням фізико-металургійних особливостей процесів наплавлення і модифікування поверхонь металів і сплавів. В ході цих досліджень аналізувалися такі характерні дефекти оброблених шарів, як мікротріщини і пори. Для цього проводили металографічні дослідження наплавлених або модифікованих зразків, реєстрували кількість і характер розповсюдження мікротріщин, встановлювали наявність внутрішніх та зовнішніх пор. Також проводили дюрометричний аналіз зразків.

Зроблена за допомогою термопар реєстрація швидкостей охолодження сталей в діапазоні температур 800…500?С (так звана швидкість V_8/5) показала, що при переході від лазерної обробки до комбінованої лазерно-плазмової вони зменшуються з 400…700?С/с до 200…400?С/с. Це сприяє зниженню кількості мікротріщин. Для кількісної оцінки цього явища було введено показник тріщиноутворення б (, де L - середня відстань між тріщинами, мм). Для випадку лазерного наплавлення встановлено залежності експлуатаційних характеристик наплавлених самофлюсними сплавами системи Ni-Cr-B-Si шарів від нього (рис.5). Такий підхід дозволяє робити прогнози відносно експлуатаційних можливостей наплавленої поверхні за її візуальним оглядом, виміром значення L і визначенням параметра б.

Рис. 5. Вплив кількості мікротріщин в наплавлених лазерним способом шарах, яка визначається показником тріщиноутворення б [%], на допустимі навантаження N [МПа] і експлуатаційну швидкість Vе [мм/с] при роботі пар тертя-ковзання в умовах обмеженого змащування.

Дослідження процесів тріщиноутворення дозволили зробити припущення відносно їх зв'яжу із тимчасовими напруженнями, які виникають в процесі обробки. Фазовий рентгеноструктурний аналіз дозволив виявити характерні тверді фази (бориди, карбіди і карбобориди), а також визначити залишкові напруження першого роду в наплавлених шарах. Акустична реєстрація тріщиноутворення з одночасним хронометражем показала, що при лазерному наплавленні та поверхневому модифікуванні значна частина тріщин утворюється через 2…5 с після кристалізації ванни розплаву. Це свідчить про утворення не лише описаних в літературі (роботи А.Г.Григорьянца та ін.) гарячих, але й холодних тріщин. При цьому, як показали металографічні дослідження, мікротріщини можуть носити як міжкристалічний (руйнування крихких евтектик по границях зерен під впливом залишкових напружень), так і транскристалічний (руйнування зерен під дією залишкових напружень) характер. В певних випадках в наплавлених шарах спостерігалося утворення структурних складових двох або трьох типів із різними кристалічними решітками (табл.2). Для пояснення характеру тріщиноутворення висунуто гіпотезу, згідно якої утворення тріщин переважно обумовлено малим часом існування ванни розплаву (0,1…0,4 с) і можливістю утворення структурних складових із різними кристалічними решітками.

Таблиця 2. Фазовий склад деяких сплавів, наплавлених лазерним способом.

Аналіз експериментальних даних, які стосуються утворення внутрішніх пор в наплавлених шарах, дозволяє зробити висновок про те, що дане явище відбувається через недостатній захист ванни розплаву, невірний вибір режиму (зокрема, співвідношення Р і d_П, а також швидкості V) і вологості наплавочних порошків (рис.6). Згідно цим причинам запропоновано методи їх усунення: введення додаткового газового захисту ванни у випадку використання сплавів, що не є самофлюсними, попередня підготовка наплавочних порошків (сушіння і сіяння), збільшення погонної енергії понад 80…100 Дж/мм та часу існування рідкої ванни понад 0,13…0,15 с.

Рис. 6. Причини утворення внутрішніх пор в шарах, наплавлених лазерним випромінюванням.

Таким чином, були встановлені шляхи усунення пор в наплавлених або модифікованих шарах. Наступним кроком встановлювали шляхи усунення мікротріщин. При цьому походили з припущення про їх утворення під дією тимчасових та залишкових напружень. Для прогнозування напружень у наплавлених за допомогою лазерного випромінювання шарах можна скористатися теорією Гріффітса.

Ця теорія дозволяє оцінювати напружений стан і умови руйнування крихких шарів. Відсутність площадки плинності в наплавлених лазерним способом сплавах з твердістю понад HRC 48…50 на основі Fe і Ni робить доцільним застосування до них цієї теорії. Проведені розрахунки і рентгенофазовий аналіз показали узгодження величин у_пд і у_изм для сплавів на основі Fe (табл.3). Для сплавів на основі Ni у_изм є меншим за у_пд, що свідчить про недостатність застосування до них лише однієї теорії Гріффітса. Для більш детального аналізу залишкового напруженого стану доцільно застосування тривимірних моделей.



Таблиця 3. Розрахунок напруженого стану за теорією Гріффітса і порівняння його із виміряними усередненими результатами для сплавів на основі Fe і Ni.

Примітки: Е - модуль Юнга; [у_в] - межа міцності; в=0,38; С₀ - швидкість пружної хвилі.

В якості мір із зниження залишкових напружень і попередження процесу тріщиноутворення запропоновано застосування гібридних або комбінованих процесів, в яких разом із лазерним використовуються інші енергетичні джерела (наприклад, мікроплазмове, плазмове, високочастотне, дугове).

Так, результати рентгенофазового аналізу показали, що застосування комбінованого лазерно-мікроплазмового наплавлення дозволяє знижувати рівень залишкових напружень в наплавлених або модифікованих шарах на 30…35% і більше порівняно із лазерним наплавленням (рис.7), що одночасно призводить до значного зниження показника тріщиноутворення б (рис.8).

При дослідженні комбінованого процесу лазерного наплавлення з ВЧ-підігрівом циліндричних зразків була встановлена залежність швидкості процесу (V) від температури супутнього підігріву (Т) (рис.9).



Рис. 7. Величини залишкових напружень в шарах висотою 1,0…1,5 мм, наплавлених лазерним і комбінованим лазерно-мікроплазмовим способами (розкид значень у±5%).

Рис. 8. Значення показника тріщиноутворення б [%] (розкид значень ±8%) і твердості HRC (розкид ±6%) шарів, наплавлених лазерним і комбінованим лазерно-мікроплазмовим способами.



Рис. 9. Вплив температури Т супутнього ВЧ-підігріву на швидкість V наплавлення шару порошку ПГ-АН9 (Р=3 кВт, h=0,5 мм, d_П=3 мм, G_П=0,2 г/с).

Дослідження показали, що вже починаючи з температур супутнього підігріву 400…500С досягається значний позитивний ефект в плані усунення таких недоліків, як несплавлення і тріщиноутворення, порівняно із лазерним наплавленням.

Показник тріщиноутворення () знижується з 30…60% при лазерному наплавленні до 5…15% при лазерному наплавленні із ВЧ-підігрівом до 500С.

Також встановлено, що за рахунок сукупного тепловкладання відбувається певне роззміцнення наплавленого шару шляхом укрупнення розмірів твердофазних евтектик (карбідів і боридів) (рис.10).

Запропоновано усунення цього недоліку за рахунок динамічного регулювання потужності високочастотного джерела нагрівання з метою забезпечення постійної температури підігріву деталі в зоні впливу лазерного випромінювання.



Рис. 10. Розподіл мікротвердості HV1 [МПа] по висоті h [мм] шарів порошку ПГ-Н1, наплавлених на Ст.3пс без підігріву (крива 1) і з підігрівом до ~500?С (крива 2) (Р=2,5 кВт, V=90 м/год., h=0,5 мм, dп=3 мм, Gп=0,2 г/с).

Рис. 11. Схема комбінованого лазерно-мікроплазмового наплавлення: 1 - випромінювання; 2 - мікроплазмотрон; 3 - порошковий дозатор; 4 - зразок; L, і - дистанція і кути наплавлення.

Досліджєення процесу комбінованого лазерно-плазмового наплавлення проводилися згідно наведеної на рис.11 технологічної схеми. Вони показали можливість нанесення як тонких (до 0,5 мм, рис.12), так і достатньо товстих (порядку 1…3 мм, рис.13) шарів.



Рис. 12. Вплив параметрів комбінованого лазерно-плазмового наплавлення на висоту h [мм] шару, наплавленого порошками ПГ-АН9 і ПГ-Н1.

У цих дослідженнях в якості значимих параметрів враховували густину потужності лазерного випромінювання (), швидкість процесу (V), масові витрати присаджувального порошку (G_П) і коефіцієнт перекриття наплавлених валиків (К_П).

Показані на рис.12 залежності були одержані за наступних умов: h=f(V) при Wp=10,2 кВт/см², G_П=0,26 г/с, К_П=37%; h=f(G_П) при Wp=10,2 кВт/см², V=30,6 мм/с, К_П=24%; h=f(K_П) при Wp=10,2 кВт/см², V=30,6 мм/с, G_П=0,26 г/с; h=f(Wp) при V=30,6 мм/с, G_П=0,26 г/с, К_П=62%. Показана на рис.13 структура була одержана на режимі Р=3,0 кВт, V=20 м/год., I=40 А, U=30 В, Q_пл=80 л/год., Q_защ=240 л/год., h=1,0 мм, d_П=5 мм, G_П=0,2 г/с, амплітуда поперечного сканування лазерного пучка 2 мм, частота сканування 20 Гц.

Встановлено, що при комбінованому наплавленні тонких шарів мікротріщини були відсутні, а при наплавленні шарів більших товщин кількість мікротріщин значно зменшується порівняно з лазерним наплавленням. Перше відбувається оскільки в шарах товщиною до 0,5 мм внутрішні напруження не перевищують межу міцності, а друге - за рахунок зниження внутрішніх напружень через модифікацію термічного циклу (зменшення швидкості охолодження до V_8/5=200…400?С/с). Зменшенню залишкових напружень і кількості мікротріщин також сприяє поперечне відносно напрямку обробки сканування лазерного випромінювання.

а)

б)

Рис. 13. Структура шару порошкового сплаву ПГ-12Н-02, наплавленого лазерно-плазмовим способом на сталь Ст.3пс із поперечним скануванням лазерного випромінювання: а) - 25; б) - 200.

Експерименти з гібридного лазерно-дугового наплавлення доказали можливість наплавлення вузьких порожнин в алюмінієвих сплавах без попередньої розробки за рахунок заглиблення активної плями електричної дуги під дією сфокусованого лазерного випромінювання. Прикладом застосування цього явища може бути заплавлення канавок в автомобільних поршнях (рис.14). При цьому для усунення ефекту екранування лазерного випромінювання з довжиною хвилі л=1,06 мкм металевим паром, який утворюється над рідкою ванною, використовували імпульсну модуляцію потужності лазерного випромінювання.

...