Автореферат (Разработка и исследование технологии выращивания объектов методом коаксиального лазерного плавления порошковых материалов), страница 4

В изломах присутствуют поры и не переплавленные в процессевыращивания частицы порошка. Однако нет ни одного образца, разрушенногострого по плоскости срастания слоев. Это говорит о равнопрочности материаламежду слоями и между соседними валиками.2. Боковая поверхность образцов, изготовленных методом аддитивнойтехнологии сильно деформирована в процессе растяжения.

Степень деформациимаксимальна у образцов, выращенных поперек будущего приложения нагрузки(ЛМ2 и ЛБ1).3. У некоторых образцов сечение после испытаний имеет сложнуюнеправильную форму. Проявляется незначительная анизотропия свойствматериала объектов, выращенных многослойным методом с переменнымнаправлением выращивания.В модельной задаче был найден диапазон скоростей процесса исоответствующий им диапазон пауз после каждого прохода выращивания, которыеобеспечивают в результате необходимое время пребывания металлапритемпературе интенсивного окисления для исключения образования дефектов взакристаллизовавшемся металле.

На этапе моделирования было заложено также,что при введении паузы в процесс выращивания, составляющей 2 секунды, металлдолжен успеть остыть до температуры ниже 600ºС быстрее чем за 1 секунду, изначительного окисления металла не произойдет. В модельной задаче установлено,что в случае предварительного подогрева подложки процесс охлаждения замедленнастолько, что паузу необходимо увеличить до 5 секунд. В результате через 5секунд после прохождения луча валик нижележащего, предыдущего слоя, имееттемпературу ниже 600 ºС.В соответствии с заложенными технологическими возможностямикомплекса, и с учетом полученных экспериментальных данных, сформулированалгоритм процесса выращивания объекта.1.

Подготовка трехмерной модели объекта.2. Разбиение трехмерной модели на элементарные объекты, выращиваемые безперемены направления выращивания.3. Моделирование режима выращивания каждого элементарного объекта.4. Разбиение каждого элементарного объекта на слои. Задание параметровпроцесса.5. Создание управляющей программы для процесса выращивания.6. Запуск процесса выращивания.В соответствии с данным алгоритмом проведено выращиваниеполноразмерных элементов турбинного колеса: лопаток с основанием (Рис.

3),13элементов турбинного колеса (Рис. 4). Данные детали невозможно изготовить спомощью стандартной трехосевой кинематической системы, поскольку она имеетподнутрения в любом направлении выращивания. В связи с этим, к ней примененалгоритм разбиения на элементарные объекты.Кроме того, деталь имеет переменную толщину, в связи с чем при созданиитраектории обработки, согласно созданной методике, введена корректировкаобхода: добавлены паузы между отдельными слоями.Рис. 3.Лопатка компрессора, выращенная целиком с помощьюлазерной аддитивной технологииРис. 4.Полноразмерная лопасть турбинного колеса14ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ1.

Спроектирован и изготовлен первый в России комплекс для выращиванияобъектов сложной формы с зоной обработки 600х600х800 мм (ШхГхВ) с помощьютехнологии коаксиальной лазерной обработки порошковых материалов.2. Разработана математическая модель, позволяющая провести подготовкутехнологии обработки деталей по заданной траектории и вычислить ряд важныхдля процесса параметров: термические циклы, геометрические размеры валиков,производительность процесса и эффективность использования порошковогоматериала.3.

Разработана аддитивная лазерная технология изготовления объектов сложнойформы из никелевого жаропрочного сплава Inconel 718. Полученные объектыпрошли успешные испытания на статическую прочность при комнатной иповышенной (600 ºС) температурах, рентгеновский контроль, фрактографическийанализ.4. Создана и запатентована система изменения диаметра пятна лазерного излученияв процессе выращивания.5. Получены стандартные объекты из жаропрочного никелевого сплава, неуступающие по прочности стандартному материалу, полученному прокатом.6.

Проведенные исследования показали возможность выращивать полноразмерныедетали авиационного машиностроения, не уступающие по прочности деталям,полученным стандартными способами изготовления.Основное содержание диссертации отражено в работах:1.Оптимизация формы сопел для лазерной коаксиальной наплавки / А.Я. Ставертий[и др.] // Сварочное производство. 2014. №08. С. 24-28. (1 п.л./0,3 п.л.).2.

Макаренко К.И., Ставертий А.Я., Третьяков Р.С. Особенности газопорошковойлазерной наплавки покрытий лучом прямоугольного сечения // Будущеемашиностроения России. Сборник докладов Восьмой Всероссийской конференциимолодых ученых и специалистов. М.: 2015. С. 457-462. (0,3 п.л./0,2 п.л.).3. Григорьянц А.Г., Ставертий А.Я., Третьяков Р.С.

Пятикоординатный комплексдля выращивания деталей методом коаксиального лазерного плавленияпорошковых материалов // Технология машиностроения. 2015. №10. С. 22-28.(0,8 п.л./0,3 п.л.).4. Лазерная наплавка композиционных износостойких покрытий на никелевойоснове, армированных карбидом вольфрама / А.Я. Ставертий [и др.] // Сварочноепроизводство. 2016. №01. С.

10-15. (1,0 п.л./0,3 п.л.).155. Сравнение коррозионной стойкости покрытий из кобальтовых и никелевыхсплавов, наплавленных лазерным излучением [Электронное издание] / А.Я.Ставертий [и др.] // Инженерный журнал наука и инновации. Эл. № ФС77-53688.2012. № 06. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-6-241. (0,35 п.л./0,15 п.л.).6.

Исследование пористости покрытий из кобальтовых и никелевых сплавов,наплавленных лазерным излучением [Электронное издание] / А.Я. Ставертий[и др.] // Инженерный журнал: наука и инновации. Эл. № ФС77-53688. 2012. №06.URL: http://engjournal.ru/articles/240/240.pdf (дата обращения: 10.04.2017).(0,6 п.л/0,2 п.л.).7. Сравнение эксплуатационных характеристик покрытий из нержавеющих сталейаустенитного и мартенситного классов, полученных методом лазернойгазопорошковой наплавки [Электронное издание] / А.Я. Ставертий [и др.] // Наукаи образование: научное издание МГТУ им. Н.Э Баумана.

Эл. № ФС 77 – 48211.2012. №06. URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/418550.html (дата обращения:10.04.2017). (0,6 п.л./0,3 п.л.).16.