Експериментально-чисельний аналіз впливу потужності лазерного випромінювання на деформації таврових з’єднань

Abstract

У магістерській роботі виконано комплексне експериментальне та чисельне дослідження деформацій, що виникають під час лазерного зварювання таврового з’єднання зі сталі Ст3 товщиною 3 мм. Експериментальна частина включала вимірювання стрілки прогину у семи характерних перетинах уздовж лінії шва з використанням електронного індикатора та побудову залежностей кутової деформації від відстані до торця зразка. Установлено, що кутова деформація зростає зі збільшенням відстані від краю та стабілізується на рівні близько 75 мм, що узгоджується з відомими закономірностями зварювальної деформації при процесах плавлення. Дослідження макрошліфів зварних з’єднань показало формування шва двозонної структури з трапецеїдальною та прямокутною частинами, при цьому зі збільшенням потужності лазерного випромінювання зростає висота трапецеїдальної частини за рахунок інтенсивнішого проплавлення металу. Для кількісної оцінки деформацій розроблено математичну модель визначення стрілки прогину методом скінченних елементів. Порівняння чисельних та експериментальних даних підтвердило адекватність моделі та можливість її використання для оптимізації режимів лазерного зварювання з метою мінімізації залишкових деформацій.