Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Марта 2014 в 17:18, дипломная работа
В данном дипломном проекте представлена технология двухлучевой лазерной сварки микропанелей судов. Данная тема рассмотрена на примере изготовления типовой микропанели из стали марки Ст3сп класса А с толщиной полотнища 16 мм и ребрами жесткости толщиной 8 мм. Рассмотрен вопрос особенности лазерной сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей, установлены режимы двухлучевой лазерной сварки стали типовой микропанели. Выявлены основные дефекты при лазерной сварке и установлены причины их возникновения. Проведен технико-экономический анализ изготовления микропанелей с использованием технологии двухлучевой лазерной сварки.
1. ВВЕДЕНИЕ 6
2. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛА И ИЗДЕЛИЙ. 8
2.1. Конструкция изделий. 8
2.2. Классификация и свойства материала. 9
3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА СВАРКИ. 12
3.1 Краткий обзор традиционных способов сварки низкоуглеродистых конструкционных сталей. 12
3.1.1 Общие сведения о свариваемости 12
3.1.2 Ручная дуговая сварка низкоуглеродистых сталей. 13
3.1.3 Сварка в защитных газах. 15
3.1.4 Сварка под флюсом. 17
3.1.5 Оценка традиционных способов сварки. 20
3.2 Описание технологии двухлучевой лазерной сварки 20
3.2.1 Использование лазеров в промышленности 20
3.2.2 Комбинированные и гибридные технологии лазерной сварки 21
3.2.3 Оценка способов лазерной сварки. 34
3.3 Качественное и экономическое сравнение двухлучевой сварки и традиционных способов сварки. 35
3.3.1 Качественное сравнение 35
3.3.2 Экономическое сравнение 37
3.3.3 Итог сравнения 39
4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ МИКРОПАНЕЛЕЙ. 40
4.1 Манипулятор для установки и прихватки набора 43
4.2 Робот для сварки микропанелей с фотограммометрическим сенсором 45
4.3 Источники лазерного излучения. 48
4.4 Оптическая лазерная головка. 52
4.5. Чиллер. 54
5. ТЕХНОЛОГИЯ ДВУХЛУЧЕВОЙ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ МИКРОПАНЕЛЕЙ НА ЛАЗЕРНОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ С ВОЛОКОННЫМИ ЛАЗЕРАМИ ЛС-3 И ЛС-8. 56
5.1 Подготовка деталей. 56
5.2. Сборка микропанелей. 56
5.2.1 Общие указания. 56
5.2.2 Технология сборки типовой микропанели. 58
5.3 Сварка микропанелей. 58
5.3.1 Общие указания. 58
5.3.2 Технология сварки типовой микропанели. 58
5.4. Возможные дефекты сварных швов. 61
5.5. Контроль качества сварных соединений. 63
5.6. Предлагаемая технология. 65
5.7. Организация поточного производства. План выпуска. 65
6. ОХРАНА ТРУДА. 69
6.1. Требования безопасности. 69
6.2. Оказание первой помощи при поражение лазерным излучением. 72
6.3. Расчет месной вытяжной вентиляции. 74
7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ. 79
7.1. Введение 79
7.2. Расчет затрат при изготовлении микропанелей традиционным способом 80
7.3. Расчет затрат при изготовлении микропанелей на линиях с применением лазерных технологий. 82
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
9. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. 87
Технологии лазерной сварки на данный момент являются достаточно молодыми, но прогрессивно развивающимися. Решающий шаг в направлении использования лазерной сварки был сделан в 1996 году, когда был успешно завершен объединенный европейский проект, посвященный изучению возможностей использования лазерной сварки в судостроительной промышленности. К сожалению, в проекте, объединившем восемь стран Европы, Россия не участвовала, несмотря на большой научный и технологический задел в этой области. Технические материалы проекта были переданы в классификационные организации стран-участников, которые разработали нормы использования лазерной сварки в судостроении. Этим, по существу, был дан "зеленый свет" широкому применению новой технологии в судостроительной промышленности. В настоящее время лазерная сварка уже широко используется на ряде верфей Великобритании, Германии и Японии для сварки ряда типовых конструктивных фрагментов, например, крупногабаритных сотовых панелей.
На данный момент ОАО «ЦТСС» проводится работа по написанию технологий гибридной и двухлучевой лазерной сварки металлов различных толщин и типов соединений. Данные технологии, включая описанную в этом дипломном проекте, могут быть рекомендованы для использования в судостроительной промышленности как для сварки микропанелей, так и для сварки других конструкций корпуса судна.
1. Разработка способа двухлучевой лазерной сварки./ Грезев Н.В./ Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук/ Москва/ 2010 г
2. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение. 1989. – 300с.
3. Басов Н.Г., Данилычев В.А. Мощные лазеры в технологии. М.: Знание. 1985. – 278с.
4. Лазерно-дуговая сварка металлов / В. В. Башенко[и др.] Л.: ЛДНТП. 1988. 22с.
5. Combined laser and plasma arc welding torch 5705785 Pat. USA, / I. Dykhno, I. Parneta, G. Ignatchenko. 1998.
6. Walduck R. P., Biffin J. Plasma arc augmented laser welding // Welding and Metal Fabrication. 1994. Vol. 62, № 4.P.172-176.
7. Гутман М. Б., Рубин Г. К., Селезнев Ю. Н. Лазерно-плазменно-дуговая обработка металлических изделий // Автомобильная промышленность. 1986. № 10. С. 32-33.
8. Xie J. Dual Beam Laser Welding // Welding Journal. 2002. №10. P. 223–230
9. Xie J. Weld Morphology and Thermal Modeling in Dual-Beam
Laser Welding
// Welding Journal. 2002. № 11. P. 283–290.
10. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование/ справочник// под ред. С.В.Белова. - М.: Машиностроение, 1989. 368с.
11. Кривцун И. В. Гибридные лазерно-дуговые процессы сварки и обработки материалов. Обзор / Ин-т электросварки им Е.О. Патона НАН Украины. 2002. 90с.
12. Krivtsun I. V. Modeling of the laser-arc plasma torch // Abstracts of the 5th Int. Thermal Plasma Processes Conf., St. Petersburg, Russia,1998. P. 132.
13. Коваленко В. С., Крівцун І. В. Комбіновані лазерно-дугові процеси обробки матеріалів. Ч. I. Ефекти комбінованої обробки і способи її реалізацїї
14. Steen W. M. Arc augmented laser processing of materials // J. of Appl. Phys. 1980. Vol. 51, № 11. P. 5636-5641.
15. Walduck R. P., Biffin J. Plasma arc augmented laser welding // Welding and Metal Fabrication. 1994. Vol. 62, № 4. P. 172-176.
16. TIG or MIG arc augmented laser welding of thick mild
steel plate / J. Matsuda
[и др] // Joining and Materials. 1988. Vol. 1, № 1. P. 31-34.
17. Кривцун И. В. Особенности проплавления металла при лазерно-дуговой сварке c использованием YAG-лазера // Автоматическая сварка. 2001. № 12 с. 29-33.
18. Plasma augmented laser welding and its applications / C.J. Page [и др.]; Science and Technology of Welding & Joining. 2002. Vol. 7, №1. P. 1-10.
19. Cao X., Wallace W., Poon C. Research and Progress in Laser Welding of Wrought Aluminum Alloys // Taylor & Francis. 2003. Vol. 18, №. 1. P. 1-22.
20. XIE L.B., Jianhua S.Y.
Application and Development Trend of Laser Welding
// LASER & OPTOELECTRONICS PROGRESS. 2005. Vol.42, №9. P. 43-47.
21. Twin Spot Laser Welding. Patent 4,691,093 U.S. / C. M. Banas 1987.
22. Liu Y. N., Kannatey J. E. Experimental study of dual-beam laser welding of AISI 4140 steel // Welding Journal 1997. Vol. 76, №9. P. 342–348.
23. Xie J. Dual beam laser welding and its applications // IX International Conference on Sheet Metal Welding. Detroit, 2000. P. 23
24. Welding with combination of two CO2 lasers — Advantages in processing and quality / C. Glumann [et al.] International Conference on Applications of Lasers and Electro-Optics (ICA-LEO'93). Orlando, 1993. P. 672–681.
25. Xie, J., and Denney, P. Galvanized steel welding with lasers // Welding Journal. 2001 Vol. 80, P. 59–61
150202.1570 | ||||||||||
Изм |
Лист |
№ докум |
Подпись |
Дата | ||||||
Разработал |
Жмуренков |
Разработка технологии лазерной сварки судовых микропанелей. |
Литера |
Лист |
Листов | |||||
Проверил |
Дмитриенко |
|||||||||
Н. контроль |
СПБ ГМТУ | |||||||||
Утвердил |
Мурзин |
|||||||||
Информация о работе Разработка технологии лазерной сварки судовых микропанелей