Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2020

Розмір шрифту: 
Формування складнопрофільних листових деталей локальним лазерним нагріванням
A. H. Klimova, О. Д. Кагляк, Б. С. Романов, О. О. Гончарук, О. П. Полєшко

Остання редакція: 2020-05-09

Тези доповіді


Під час надання листовим матеріалам форм складного профілю за допомогою обробки тиском (зокрема, в універсальних згинальних штампах), виникає ряд обмежень для формування. А саме, розмір мінімальної полички, перекриття доступу інструменту до зони обробки через багаторазове згинання, зворотній пружний ефект, складність формування матеріалів, що мають високу пружність чи крихкість. Для уникання цих обмежень, можна використовувати лазерне формоутворення (ЛФ), перевагою якого є гнучкість та швидка переналаштовуваність, відсутність потреби у важкому штамповому обладнанні, можливість формування важкодеформівних матеріалів.

Лазерне формоутворення полягає у формуванні на поверхні матеріалу залишкових термічних напружень, які перевищуючи межу текучості матеріалу, спричиняють залишкові пластичні деформації, надаючи виробу кінцеву форму. Керівними параметрами ЛФ являється потужність лазерного променя, розмір зони фокусування, та швидкість переміщення лазерного променя по поверхні зразка. Режим обробки підбирається таким, щоб уникати поверхневого оплавлення матеріалу зразка, для недопущення газопоглинання та надлишкового окислення зони обробки.

Бажаний профіль виробу досягається варіюванням режиму одиничного проходу, зміною кількості проходів по одній траєкторії, напрямком сусідній траєкторій та відстанню між ними.

Експериментальні дослідження проводилися на зразках із нержавіючої сталі аустенітного класу 12X18H10T розміром 200х50х0.5мм. Вибір даного матеріалу був обумовлений бажанням виключити вплив поліморфних перетворень на процес формування. Обробка зразків проводилася променем ІАГ лазера за потужності 350 Вт, швидкості 5 м/хв., діаметрі зони фокусування 3мм. По кожній траєкторії здійснювалося по три проходи. Варіювався також крок між сусідніми проходами, за двома схемами: фіксований крок на одному зразку, збільшений на наступному; змінний крок на одному зразку.

В результаті вдалося отримати складні профілі (рис.1.). При чому, величина кроку визначала радіус підсумкового формування (при фіксованому кроці між траєкторіями рис.1 б, в) та змінну кривизну при варіюванні кроком рис.1 а.

 

а                                      б                                    в

Рис. 1. Результати експерименту