№ 5 (167) (2025)

Объектом исследования в статье являются технологические процессы аддитивного производства на основе автоматической дуговой сварки проволочным электродом в среде защитного газа – DED-W/WAAM-GMAW. В статье представлена классификация DED-технологий и их сравнительные характеристики. Указаны преимущества WAAM-процессы на основе GMAW. Перечислены управляющие факторы технологий WAAM-GMA, влияющие на формирование параметров качества изготавливаемых изделий, и выходные параметры процесса, по которым оценивают технологические возможности WAAM-GMAW-процесса. Рассмотрены механизмы переноса металла в процессе его осаждения на формируемую заготовку. Представлены сравнительные характеристики режимов переноса, оценивается их влияние на протекание GMAW-процессов. Рассмотрено влияние на параметры качества изделий и процесс наплавки полярности таких факторов, как полярность подключения проволоки-электрода, сила тока и напряжение источника питания сварочной дуги, скорость подачи проволоки, скорость перемещения сварочной головки (сварочной ванны), состав защитного газа. Рассмотрены аспекты моделирования траекторий формообразующих движений сварочной головки в процессах WAAM-GMAW, влияющих на тепловые процессы наплавки, геометрическую точность и форму изготавливаемой заготовки, механические свойства материала заготовки. Рассмотрены недостатки метода, связанные с возможным возникновением дефектов изделий, таких как высокие шероховатость и волнистость поверхности, анизотропия механических свойств материала, переливы металла на боковой поверхности заготовки, остаточные напряжения, пористость, трещины и расслоение. Перечислены причины возникновения дефектов. Представлен анализ подверженности различных материалов различным дефектам. Представлены сведения о степени влияния некоторых управляющих технологических факторов процессов WAAM-GMAW на параметры процесса наплавки и формируемые параметры качества изделий. Предложен ряд решений, позволяющих повысить надёжность формирования параметров качества изделий, получаемых WAAM-GMAW-методами

Приведены результаты исследования сопутствующего излучения, возникающего при лазерных технологических процессах обработки материалов, определены энергетические характеристики в различных диапазонах длин волн. Данный вопрос является актуальным как в технологической сфере, так и в сферах медицины и охраны труда. Теоретическое и экспериментальное определение спектров сопутствующего излучения позволит оценить наличие конкретных длин волн, которые могут дестабилизировать процесс лазерной обработки, в частности, нержавеющей стали 12Х18Н10Т, как одной из наиболее востребованных в промышленном применении. Оценка зависимости спектра сопутствующего излучения от химического состава обрабатываемого материала проводилась с использованием специализированного программного обеспечения. Теоретически было установлено, что спектры эмиссии нержавеющей стали 12Х18Н10Т находятся в УФ-А, фиолетовом и зелёном диапазонах длин волн. В экспериментальной работе для определения спектрального состава сопутствующего излучения использовался автоматизированный монохроматор-спектрограф модели М266 (фирма Solar laser systems). Полученные результаты спектрального анализа подтверждают теоретические данные и дополняют их, что связано с наличием интенсивных тепловых эффектов, которые программное обеспечение для расчётов не учитывает. Результаты исследований свидетельствуют о наличии в составе сопутствующего излучения при обработке нержавеющей стали 12Х18Н10Т по технологии лазерной маркировки линий спектра в УФ- диапазоне длин волн. Сравнение значений, полученных в теоретической и экспериментальной частях исследования, показало необходимость совмещать эти два способа исследования сопутствующего излучения, поскольку именно комбинация теоретических и экспериментальных данных позволяет нивелировать недостатки каждого метода и получить наиболее полную спектральную картину сопутствующего излучения. Зафиксированные результаты исследований, в частности наличие УФ-линий спектра, обуславливают необходимость проведения измерений энергетических характеристик сопутствующего излучения в УФ-диапазоне не только в процессе лазерной маркировки, но и во время других лазерных технологических процессов, для определения конкретных уровней с целью оценки потенциальной опасности для персонала.

Рассмотрены особенности фрезерования труднообрабатываемого жаропрочного сплава инконель 625 (аналог ХН75МБТЮ). Образец был получен по аддитивной технологии EBAM с использованием электронно-лучевой установки. С использованием высокоточного аналитического оборудования проведены исследования микроструктуры и физико-механических свойств на образцах, вырезанных вдоль и поперёк направления подачи при синтезе. Измерения сил резания, возникающих при фрезеровании на различных режимах, выполнено с использованием токарного динамометр Kistler. Даны пояснения по схемам измерения сил резания и их направлению в зависимости от условий контакта фрезы и заготовки. Для фрезерования были использованы твёрдосплавные концевые фрезы диаметром 8 и 12 мм без покрытия. В ходе измерения составляющих сил резания было установлено, что увеличение подачи в диапазоне 25…200 мм/мин при фрезеровании приводит к линейному росту сил резания. При этом наблюдается стабильная тенденция превышения сил резания при фрезеровании вдоль направления подачи при синтезе в сравнении с аналогичными условиям. В случае фрезерования поперёк направления подачи при синтезе образца установлено, что удельная сила резания на лимитирующих режимах достигает значений 428 Н/мм2. Анализ результатов исследования позволил выработать технологические рекомендации по назначению параметров режущего инструмента и установлению лимитирующих режимов фрезерования.