CC BY
10
The issue of modernization of the chassis of a two-link caterpillar conveyor by using an electromechanical drive of sections is considered. The chassis of the DT series conveyors with a mechanical transmission, mass-produced in the Russian Federation, was chosen as a prototype. The proposed scheme of a hybrid power plant can be defined as a variant of a parallel-series hybrid. The relevance of the concept is determined by the expectation of the appearance of operational advantages (increased reliability, maneuverability and controllability, cross-country ability, traction and dynamic properties of the chassis and economy), which will allow integrating such machines into the transport systems of regions with a poorly developed infrastructure of the road network and the spread of difficult terrain. The proposed set of modernization measures makes it possible to preserve the possibility of using two-link conveyors on soils with low bearing capacity, off-road, in the climatic conditions of the Far East, the Far North, the Arctic and Antarctic. The possibility of moving the machine afloat is preserved. Modernization can be carried out in the factory using components produced in the Russian Federation and technologies mastered by the Russian industry.
Key words: stability, controllability, mobility, articulated tracked vehicles, Far East, Far North, Arctic and Antarctic.
Dobretsov Roman Yurievich, doctor of technical sciences, docent, dr-idpo@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,
Shen Yunfeng, postgraduate, shenyunfeng@yandex.ru, Russia, St. Petersburg, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University,
Luchinovich Anastasia Aleksandrovna, assistant, aa.luchinovich 1107@pmgau.org, Russia, Omsk, Omsk State Agrarian University named after I.I. P.A. Stolypin,
Sokolova Victoria Aleksandrovna, candidate of technical sciences, docent, sokolova_vika@inbox.ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design,
Orekhovskaya Alexandra Aleksandrovna, candidate of agricultural sciences, head of the department, orehovskaja_aa@bsaa.edu.ru, Russia, Maisky settlement, Belgorod State Agrarian University named after V.Ya. Gorin,
Zagidullin Ramil Ravilevich, candidate of technical sciences, docent, r.r.zagidullin@mail.ru, Russia, Kazan, Kazan Federal University,
Ivanov Alexander Alekseevich, candidate of technical sciences, docent, aivanov@tvgsha.ru, Russia, Tver, Tver State Agricultural Academy
УДК 240.191(08)
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-492-499
ОЦЕНКА ПОВРЕЖДАЕМОСТИ ДЕТАЛЕЙ НАСОСОВ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В РЕЖИМЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В.Н. Гадалов, С.Н. Кутепов, В.Р. Петренко, А.А. Калинин
В статье представлены сведения по оценке повреждаемости деталей насосов бурового оборудования в режиме их эксплуатации. Для выявления особенностей изнашивания и повреждаемости деталей были исследованы структура, фазовый состав, микротвердость и внутренние напряжения, детали клапана (седло и тарелка) были исследованы до и после эксплуатации.
Ключевые слова: детали клапана, седло, тарелка, микрорезание металла, абразивное изнашивание, структура, фазовый состав, внутреннее напряжение, твердость.
Важнейшим требованием, предъявляемым к буровому оборудованию, используемому в нефтегазодобыче, геологоразведке и многих других горных работах, является высокая надежность всех его агрегатов и узлов. Практика показывает, что в настоящее время уровень надежности этого оборудования весьма невысок, особенно это касается так называемых грязевых насосов, подающих глинисто-песчаный раствор в разбуриваемые скважины. Детали этих насосов работают в чрезвычайно тяжелых условиях при высоких нагрузках (давлении) и в контакте с агрессивной коррозионноабразивной средой, что вызывает их быстрый выход из строя. Частые отказы буровых насосов негативно сказывается на себестоимости буровых работ, поэтому задача повышения долговечности быстроизнашивающихся деталей грязевых насосов является весьма актуальной.
Результаты и их обсуждение. Наиболее слабыми местом в буровых насосах является сопряженная клапанная пара «клапанная тарелка - седло клапана», обеспечивающая перекрытие напорного трубопровода при обратном ходе поршня насоса. Проведенные исследования показали, что срок службы этой клапанной пары в грязевых насосах различных конструкций не превышает (40... 80) часов, после чего тарелка и седло заменяются на новые. Очевидно, что существуют острая необходимость повышения долговечности этих деталей, что, в свою очередь, требует изучение процессов, приводящих к выходу их из строя при эксплуатации.
Одна из наиболее распространенных конструкций клапана бурового насоса представлено на рис. 1. В этой конструкции тарелка прижимает к седлу пружиной, обеспечивающей ее плотную посадку и герметичность клапана.
Рис. 1. Конструкция клапана геологоразведочного грязевого насоса: 1 - тарелка клапана;
2 - седло клапана; 3 - резиновая прокладка
Для обеспечения правильной посадки на седло и предотвращения перекосов клапанные тарелки снабжаются направляющими, а для лучшей герметизации - резиновой прокладкой.
Для выявления особенностей изнашивания и повреждаемости деталей клапанные пары были нами исследованы отработанные тарелки и седла геологоразведочных насосов типа Гр16/40 в количестве 26 штук каждой из деталей, ранее работавших в парах. После тщательной очистки тарелки и седла подвергались осмотру, микрометражу, а также металлографическому и рентгеноструктурному анализам.
Для всех 26 тарелок обследованных клапанов, отработавших от 52 до 78 часов наиболее распространенными дефектами, являлись глубокие бороздки (т.н. промывы), расположенные на рабочих (запирающих поверхностях тарелок) (рис. 2).
Рис. 2. Вид типичных повреждений тарелок клапанов геологоразведочных насосов Гр16/40
Аналогичные повреждения, только несколько меньших размеров наблюдаются на рабочих поверхностях клапанных сёдел (рис. 3).
Рис. 3. Вид типичных повреждений тарелок клапанов геологоразведочных насосов Гр16/40
Как можно судить по характеру повреждений на рабочих поверхностях клапанных тарелок и сёдел, основными причинами выхода из строя этих деталей является ударно - абразивное изнашивание, которое изменяет место при соударении деталей через абразивную прослойку, а также гидроабразивное изнашивание твердыми минеральными частицами, увлекаемыми потоком жидкости в зазоре между тарелкой и седлом клапана.
Микрорезние металла абразивными частицами происходит в этот период, когда клапан открыт и абразивные частицы с высокой скоростью и под большим давлением перемещаются по рабочим поверхностям тарелки клапана и седла. В результате на этих поверхностях образуются радиальные бороздки и царапины в (направлении потока жидкости).
В момент закрытия клапана его тарелка под действием пружины с большой силой ударяет по седлу. При этом между рабочими поверхностями тарелки и седла остается некоторое количество абразивных частиц, которые частично разрушаются, а частично внедряются в металле. На изнашиваемых поверхностях формируется специфический рельеф, представляющий собой сочетание лунок различной формы и глубины (рис. 4).
Образование лунок обусловлено, в основном, пластической деформацией металла при внедрении в него твердого тела, а отсутствие на этих поверхностях рисок свидетельствует о том, что в зоне соударения не происходит перемещения частиц вдоль поверхности.
В начальный период работы клапанного узла, как следует из результатов наших наблюдений, изнашивание происходит, главным образом по ударно-абразивному механизму. По мере увеличения продолжительности эксплуатации насоса начинает переваливать гидроабразивный механизм разрушения сопрягаемых поверхностей.
Этому способствует нарушение исходной геометрии рабочих поверхностей деталей и, по-видимому, с разупрочнением (перенаклепом) их материала.
Рис. 4. Вид поверхности тарелки клапана (*4) в зоне ударно-абразивного изнашивания
Наличие на рабочих поверхностях тарелок и сёдел клапанов, проработавших достаточно длительное время, глубоких бороздок (глубиной до 0,5 до 0,8 мм), так называемых проливов можно объяснить образованием крупных дефектов, нарушающих герметичность посадки.
В сквозные дефекты проникает гидроабразивная суспензия под высоким давлением и уже даже при закрытом клапане промывает глубокие радиальные каналы на сопрягаемых поверхностях тарелки и седла.
На характер повреждения тарелок и седел клапанов грязевых насосов оказывает влияние геометрическая форма тарелки. Обследование большого количества изношенных клапанов позволило установить постоянно повторяющуюся особенность их износа, возле каждой из четырех направляющих на клапанной тарелке обязательно имеются глубокие промывы рабочей поверхности. Такие же промывы имеются на соответствующих местах рабочей поверхности седла (рис. 5). Это свидетельствует о том, что из-за плохой обтекаемости направляющих (приливов на нерабочей поверхности тарелки) происходит, по-видимому, срыв ламинарности и завихрения потока промывающего раствора. В результате резко снижается его скорость и возрастает давление, что и вызывает интенсивное изнашивание металла в этих местах.
Известно, что износ деталей машин зависит не только от условий их работы, но и в большей степени от характеристик их материала. Типовой технологией производства кланов буровых насосов предусмотрено изготовление клапанных тарелок и сёдел литьем и среднеуглеродистых сталей марок 35Л и 40Л. Упрочняющая термическая обработка (ТО) тарелок состоит в поверхностной закалке их фасок с нагревом ТВЧ, а обработка сёдел клапанов - в их объемной закалке.
Металлографический анализ как отработанных, так и новых деталей показал, что технология упрочняющей ТО деталей клапанной пары при их изготовлении не всегда выдерживалась, особенно для клапанных тарелок.
Замеры микротвердости тарелок и ее сёдел большого количества показал, что большинство тарелок имели твердость (на рабочих поверхностях) порядка HV(246...444), однако встречались тарелки (~ 10 %) имеющие заметно большую твердость HV(486...529), а твердость материала заготовок непосредственно после отливки - HV(192...225). Твердость рабочих поверхностей классических сёдел была более стабильной и составляла для всей партии исследованных сёдел HV(554 .653).
а б
Рис. 5. Промывы на рабочих поверхностях тарелки клапана (а) и седла клапан (б) в местах направляющих элементов на клапанных тарелках
Металлографический анализ материала сёдел, имеющих высокую твердость, показал, что микроструктура его представлена, в основном, мелкозернистым мартенситом (рис. 6).
Структура материала клапанных тарелок, в большинстве случаев, представляет ферритом и перлитом (рис. 7), что свидетельствует о неэффективности поверхностей закалки этих деталей.
Микроскопическое исследование отработанных деталей показывает, что структура стали на их сопрягаемых поверхностях претерпевает в процессе работы значительные изменения (рис. 8).
Микрорельеф изношенных поверхностей деталей клапанной пары свидетельствует о том, что при их работе в поверхностных слоях метала происходят усталостные процессы. При этом усталостное разрушение проявляется в виде выкрашивания микрофрагментов материала. Этому выкрашиванию у стали с феррито-перлитной структурой предшествует пластическое деформирование тонкого поверхностного слоя (рис. 8, а), у стали с мартенситной структурой такого деформирования слоя не наблюдается (рис. 8, б).
Рис. 6. Микроструктура (мартенсит) материала седла клапана, *-200
Рис. 7. Микроструктура (феррит + перлит) материала тарелки клапана, *200
Однако, рештеноструктурный анализ изношенных деталей с мартенситной структурой показывает, что в поверхностных слоях металла в процессе их работы возникают значительные внутренние напряжения, о чем свидетельствует уширение пиков a-Fe на дифрактограммах (рис. 9).
Расчеты, проведенные по полученным дифрактограммам, показали, что значения внутренних напряжений на поверхности изношенных сёдел достигают 400 МПа. Аналогичные напряжения, только несколько меньшей величины (~ 250 МПа) обнаруживаются на изношенных поверхностях клапанных тарелок. На изношенных поверхностях как клапанных седел, так и клапанных тарелок имеются оксидные фазы, идентифицирующиеся как Fe3O4 (рис. 9, б).
б
Рис. 8. Промывы на рабочих поверхностях тарелки клапана (а) и седла клапан (б) в местах направляющих элементов на клапанных тарелках
a Fe НЮ) Ушцрение дифракционной линии a Fe (2Ш)
SJ
ХроноЬоЕ Ка -излучение
Рис. 9. Дифрактограммы седла клапана: а - новое седло из стали 35Л после объемной закалки; б - дифрактограмма изношенного седла клапана после наработки 54 часа
На первой дифрактограмме (а) видно некоторое ускорение пиков a-железа (мартенсита), что свидетельствует о наличии в решетке внутренних напряжений. На второй дифрактограмме (б) видны пики окисла Fe3O4 и большее уширение пиков a-Fe (увеличиваются напряжения).
Заключение. Анализ результатов вышеприведенных исследований позволяет нам сделать следующее заключение по работе: установлено, что основными причинами уменьшения срока службы клапанных тарелок и седел, клапана I бурового насоса ГР 16140 является гидроабразивное изнашивание твердыми минеральными частицами, увлекаемые потоком жидкости в зазоре между тарелкой и седлом клапана, а также ударно-абразивное изнашивание этих деталей, которое изменяет место при соударении деталей через абразивную прослойку.
Таким образом, когда клапан открыт абразивные частицы под большим давлением и с высокой скоростью перемещаются по рабочим поверхностям металла седла и тарелки клапана, что приводит к микрорезанию металлического материала абразивными частицами.
В результате на рабочих поверхностях в направлении потока жидкости образуются царапины и бороздки («промывы»), с увеличением срока службы последние промывают глубокие радиальные каналы на сопрягаемых поверхностях седла и тарелки, что приводит к интенсивному изнашиванию металла в этих местах.
Проведенными комплексными металлофизическими исследованиями установлено, что макроструктура материала седел, имеющих высокую твердость (~ 600 HV) представлена в основном мелкозернистым мартенситом, а структура тарелок клапана в большинстве случаев имела феррито-перлитную структуру со средней твердостью (~ 300 HV), что свидетельствует о неэффективности поверхностной закалки этих деталей. Металлофизический анализ новых и отработанных деталей клапанной пары показал, что термическая обработка этих деталей не всегда выдерживалась по ТУ, особенно для клапанных тарелок. Рентгеноструктурные исследования изношенных деталей с мартенситной структурой показали, что величина внутренних напряжений на поверхности изношенных седел достигает 400 МПа, а на изношенных поверхностях клапанных тарелок аналогичные напряжения меньше (~ 250 МПа). В изношенных поверхностных слоях металла седел и тарелок обнаружены оксидные фазы, идентифицированные как Fe3O4. Обнаруженное уширение пиков a-Fe на стали 35JI после объемной закалки - новое седло клапана с мартенситной структурой свидетельствует о наличии повышенных внутренних напряжений.
На дифрактограмме металла изношенного седла обнаружены пики, соответствующие окислу Fe3O4 и еще большее уширение пиков a-Fe, свидетельствующее о росте внутренних напряжений.
Как показывают наши исследования [1-22] повысить эксплуатационные свойства клапанной пары буровых насосов или частично их восстановить позволяют многофункциональные покрытия, полученные различными электрофизическими технологиями.
Список литературы
1. Гадалов В.Н., Шкодкин В.И., Романенко Д.Н., Статинов В.В., Болдырев Ю.В. Применение тонкопленочных покрытий для повышения стойкости режущего инструмента // Упрочняющие технологии и покрытия. 2007. № 5 (29). С. 22-25.
2. Гадалов В.Н., Сальников В.Г., Агеев Е.В., Романенко Д.Н. Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полученных электроискровыми способами. М.: Изд-во Инфра-М, 2011. 468 с.
3. Гадалов В.Н., Ковалев С.В., Абакумов А.В., Тураева О.А., Романенко Е.Ф. Повышение работоспособности и надежности цилиндрической втулки локомотивного дизеля нанесением аморфизиро-ванных газотермических и электроакустических покрытий Fe-Cr-P-C // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. № 4 (136). С. 24-29.
4. Гадалов В.Н., Серебровский В.И., Абакумов А.В., Савельев В.И., Ворначева И.В. Повышение работоспособности и качества коленчатых валов, восстановленных газоплазменным напылением ультразвуковой обработкой // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2016. № 6. С. 8-10.
5. Гадалов В.Н., Гвоздев А.Е., Романенко Д.Н., Ворначева И.В., Ковалев С.В. Применение износостойких минералокерамических и твердосплавных инденторов для повышения надежности и качества деталей // Вестник машиностроения. 2016. № 6. С. 63-66.
6. Гадалов В.Н., Филатов Е.А., Макарова И.А., Беседин А.Г. Использование электроэрозионных порошков в композиционных электрохимических покрытиях при упрочнении и восстановлении деталей машин // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2017. № 11. С. 46-48.
7. Гадалов В.Н., Коломенский А.Б., Ворначева И.В., Филатов Е.А., Макарова И.А. Исследование фазового состава, структуры и свойств композита быстрорежущая сталь с магнетронным покрытием // Упрочняющие технологии и покрытия. 2017. № 11 (155). С. 506-510.
8. Гадалов В.Н., Петренко В.Р., Ляхов А.В. Химико-термическая и электрофизическая обработка сплавов и покрытий. М.: АРГАМАК-МЕДИА, 2017. 388 с.
9. Гадалов В.Н., Гвоздев А.Е., Стариков Н.Е., Романенко Д.Н., Калинин А.А., Филатов Е.А., Макарова И.А., Ерохин Р.Ю., Селифонтов Д.О. Применение композиционных покрытий, полученных различными технологиями для повышения эксплуатационных свойств инструмента и деталей специального назначения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 11. Ч. 2. С. 141-153.
10. Филатов Е.А., Гадалов В.Н., Ерохин Р.Ю., Макарова И.А., Ельников Е.А. Повышение работоспособности клапана двигателей внутреннего сгорания методом ионно-плазменного нанесения нано-структурного покрытия (TiAlSi)N // Упрочняющие технологии и покрытия. 2018. Т. 14. № 8 (164). С. 382384.
11. Гадалов В.Н., Филонович А.В., Филатов Е.А., Макарова И.А., Ерохин Р.Ю. Исследование и разработка методов повышения надёжности и работоспособности деталей ЦПГ дизелей многофункциональными покрытиями // Автомобильная промышленность. 2018. № 6. С. 27-30.
12. Гадалов В.Н., Емельянов С.Г., Филатов Е.А., Макарова И.А., Ворначева И.В. Нанострукту-рирование поверхностности стали при электроискровой обработке новыми электродными материалами на основе карбида вольфрама // Вестник машиностроения. 2018. № 5. С. 52-57.
13. Модернизация процесса технологии электроискрового легирования / В.Н. Гадалов, И.В. Ворначева, И.А. Макарова, Е.А. Филатов, Е.А. Ельников, Р.Ю. Ерохин // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2019. № 5. С. 41-48.
14. Вопросы технологии: повышение работоспособности специальных деталей борированием / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, А.А. Иванов, В.М. Рощупкин // Главный механик. 2020. № 4. С. 8-21.
15. Процессы упрочнения и восстановления деталей машин и механизмов электроакустическим напылением смесью самофлюсующихся сплавов на никелевой и железной основах / В.Н. Гадалов, А.Е. Гвоздев, В.Р. Петренко, А.А. Иванов, А.В. Филонович, А.А. Калинин, И.А. Макарова // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 5. С. 312-327.
16. Гадалов В.Н., Филатов Е.А., Филонович А.В. Методология разработки комбинированного технологического процесса, основанная на модификации свойств и изменении параметра поверхностного слоя // Главный механик. 2020. № 8. С. 24-32.
17. Электролитические железофосфорные композитные покрытия с наполнителем из карбида вольфрама, а также железомолибденовые и железовольфрамовые покрытия / В.Н. Гадалов, Е.А. Филатов, И.А. Макарова, А.В. Филонович // В сб.: Современное состояние и перспективы развития науки и образования. Сборник статей III Международной научно-практической конференции. Петрозаводск, 2020. С. 55-66.
18. Исследование влияния режимов электроискрового легирования на кинетику массопереноса материала легирующего электрода на титановые сплавы для лопаток паровых турбин / В.Н. Гадалов, А.В. Филонович, И.В. Ворначева, М.А. Муратов // Упрочняющие технологии и покрытия. 2020. Т. 16. № 10 (190). С. 452-456.
19. Металлография металлов, порошковых материалов и покрытий, полученных электроискровыми способами / В.Н. Гадалов, В.Г. Сальников, Е.В. Агеев, Д.Н. Романенко. М.: Изд-во Инфра-М, 2020. 468 с. (научная мысль).
20. Гадалов В.Н., Ляхов А.В., Макарова И.А. Повышение эффективности работы деталей и инструмента многоцелевого назначения путем направленного изменения параметров структуры и свойств материала износостойких покрытий // Главный механик. 2020. № 3. С. 70-79.
21. Нано: технологии, материалы, трубки, частицы. Применение в машиностроении, медицине и других отраслях техники / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, О.М. Губанов, С.В. Сафонов. М.: Аргамак-Медиа, 2021. 216 с.
22. Материаловедение и металловедение сварки / В.Н. Гадалов, В.Р. Петренко, С.В. Сафонов, Е.А. Филатов, А.В. Филонович. М.: Инфра-Инженерия, 2021. 308 с.
Гадалов Владимир Николаевич, д-р техн. наук, профессор, gadalov-vn@yandex.ru, Россия, Курск, Юго-Западный государственный университет,
Кутепов Сергей Николаевич, канд. пед. наук, доцент, kutepovsn@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Петренко Владимир Романович, д-р техн. наук, профессор, заведюущий кафедрой, petrenko@vorstu.ru, Россия, Воронеж, Воронежский государственный технический университет,
Калинин Антон Алексеевич, заместитель директора по коммерческим вопросам издательства ТулГУ, antony-ak@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ASSESSMENT OF DAMAGE TO PUMP PARTS OF DRILLING EQUIPMENT IN THEIR OPERATION MODE
V.N. Gadalov, S.N. Kutepov, V.R. Petrenko, A.A. Kalinin
The article presents information on the assessment of damage to pump parts of drilling equipment in their operation mode. To identify the features of wear and damage to parts, the structure, phase composition, microhardness and internal stresses were investigated, valve parts (seat and plate) were examined before and after operation.
Key words: valve parts; seat; plate; metal micro-cutting; abrasive wear; structure, phase composition, internal stress; hardness.
Gadalov Vladimir Nikolaevich, doctor of technical science, professor, gadalov-vn@yandex.ru, Russia, Kursk, Southwest State University,
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, docent, kutepovsn@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
498
Petrenko Vladimir Romanovich, doctor of technical sciences, professor, head of department, petrenko@yorstu.ru, Russia, Voronezh, Voronezh State Technical University,
Kalinin Anton Alekseevich, Deputy Director for Commercial Affairs of TulSU Publishing House, antony-ak@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.791.947.2:539.4
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-10-499-507
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ЗОНЫ ГАЗОЛАЗЕРНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ МАРОК 09Г2С И 20Х13
И.В. Минаев, А.Е. Гвоздев, С.Н. Кутепов, Д.С. Клементьев, А.А. Калинин
В статье приведены результаты исследования влияния параметров лазерной резки на изменение микротвердости и структуры газолазерного термического влияния листовых конструкционных сталей марок 09Г2С и 20Х13. Установлено, что характер изменения микротвердости у всех образцов аналогичен, самые высокие значения определены около поверхности реза, затем HV снижается до достижения значения, характерного для исходного состояния. Вблизи поверхности обнаружена зона со структурой мартенсита и остаточного аустенита, переходная зона на стали марок 09Г2С и 20Х13 состоит из отдельных зерен феррита и троосто - сорбитной смеси. Далее расположена структура основного металла, состоящая из феррита и перлита. Суммарная протяженность областей с измененной структурой достигает 0,14 мм.
Ключевые слова: лазерная резка, микротвердость, зона газолазерного термического воздействия, микроструктура.
Лазерная резка (ЛР) - весьма передовой метод резки металла, принцип которого заключается в концентрации энергии лазерного луча на поверхности металлического листа вследствие чего появляется отверстие, часть металла испаряется, а другая часть расплавленного металла выдувается потоком смеси газов высокого давления [1-3].
Технология лазерной резки металла дает возможность получать узкие резы высокого качества при минимальной зоне газолазерного термического влияния (ЗГЛТВ) на заготовку, что сохраняет физико-химические свойства обрабатываемого материала. Однако в литературе недостаточно данных о протяженности ЗГЛТВ и ее структуре после ЛР стальных листов по различным режимам.
Цель данной работы - исследование влияния режимов газолазерной резки на изменение микротвердости и структуры газолазерного термического влияния листовых конструкционных сталей марок 09Г2С и 20Х13.
1. Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследования были выбраны листовые конструкционные легированные стали марок 09Г2С (толщина листа 5 мм) и 20Х13 (толщина листа 6 мм), из которых с помощью волоконного лазера, снабженного оптической головкой ЭИП1119 производства НТО «ИРЭ-Полюс» (рис. 1) вырезали образцы для исследования (рис. 2). Соосно с лазерным пучком в зону ЛР подавали струю технологического кислорода.
Рис. 1. Оптическая головка ЭИП1119 499
