Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 390 составляет до 1 мм. После прохождения луча нагретый участок оказывается в окружении холодного металла, что приводит к быстрому охлаждению и закалке [3-7]. В Институте лазерной физики СО РАН в последние годы разработаны основы нового высокопроизводительного лазерно-плазменного (ЛП) метода упрочнения поверхности сталей и сплавов, который существенно превосходит традиционные методы лазерной закалки непрерывным и импульсно-периодическим лазерным излучением [8]. Лазерно- плазменный метод основан на применении плазмы оптического пульсирующего разряда (ОПР). Разряд зажигается повторяющимися с высокой частотой следования (десятки кГц) импульсами СО 2 -лазера, сфокусированными на обрабатываемой поверхности, в потоке легирующего газа. Поток плазмообразующего газа (азота, углекислоты, воздуха) создается в обрабатывающей головке соосно лазерному излучению (рис. 1). Методика экспериментального исследования Впервые термохимическое действие плазмы пробоя было продемонстрировано в цикле работ [9] с неодимовыми лазерами, генерирующими импульсы излучения миллисекундной длительности [10]. Так же подобная технология с применением различных типов лазеров (XeCl, KrF, Nd:YAG) с низкой частотой следования импульсов (≤100 Гц) описана в [11, 12]. Применение импульсно-периодического СО 2 -лазера, оказывается предпочтительнее вследствие низкого порога пробоя газа и возможности обеспечить высокую производительность процесса обработки, за счет высокой частоты повторения импульсов (до 120 кГц). Изготовление и ремонт деталей машин с применением лазерно-плазменного упрочнения, также как и лазерной закалки, предусматривает применение этого высокоэнергетического воздействия на поверхность стальных изделий на разных этапах технологического процесса: при обработке поверхности нормализованной или отожженной стали непосредственно после механической обработки [4,5], а также после объёмной термической обработки с различными видами отпуска на разную твёрдость, которая определяется назначением обрабатываемых изделий [6,7]. Превращения, происходящие в металлической основе литейных чугунов, по закономерностям фазовых превращений в процессе лазерно-плазменного воздействия имеют Рис. 1. Схема обработки материалов на лазерно-плазменной технологической установке с наложением фотографии приповерхностной лазерной плазмы