Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 4 2018 24 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 3. Результаты численного моделирования для сплава Fe-Si-B, толщина аморфного слоя в зависимости: от частоты следования лазерных импульсов ( а ); длительности теплового воздействия импульса плазмы ( б ) Fig. 3. The results of numerical simulation for the Fe-Si-B alloy, the thickness of the amorphous layer as a function of: the repetition rate of the laser pulses ( а ); the duration of the thermal action of the plasma pulse ( б ) Рис. 2. Зависимости толщины расплавленного слоя: 1 – от максимальной толщины, на которой скорость охлаж- дения превышает критическую; 2 – от толщины слоя, на- гретого выше температуры аморфизации; 3 – от времени Fig. 2. The thickness of the molten layer: 1 – the maximum thickness at which the cooling rate exceeds the critical; 2 – the thickness of the layer heated above the amorphization temperature; 3 – depending on time а б новится близким к стационарному, при котором толщина расплава мало изменяется от времени воздействия. При минимальной длительности импульса плавление и испарение начинаются уже на первом импульсе. При увеличении дли- тельности импульса пиковая интенсивность уменьшается, и процесс сводится к ситуации, показанной на рис. 1 и 2. Методика экспериментального исследования Все эксперименты по лазерно-плазменному микропорошковому нанесению покрытий и по- следующей лазерно-плазменной модификации проводились на созданной в институте техноло- гической установке, которая включает в себя: 1) СО 2 – лазерную систему генератор-усили- тель (СГУ) на базе лазера ЛОК-3 средней мощ- ностью до 2 кВт и импульсной 200…800 кВт, ра- ботающую в импульсно-периодическом режиме с частотой следования импульсов 10…120 кГц. СГУ является основой установки, определяющей ее технологические возможности. Оригинальная оптическая схема СГУ позволяет формировать луч с плоским фронтом, плавным распределе- нием интенсивности и качеством, близким к ди- фракционному пределу [22]; 2) координатный стол с подвижной оптикой; 3) двухканальный порошковый дозатор с объемной подачей порошка производства MC Thermal Spray Equipment марки PFC-3500T; 4) двухзеркальный сканатор и фокусирую- щую головку со щелевым соплом, установлен- ные на подвижной каретке координатного стола. Сканатор обеспечивает частоту сканирования в диапазоне 50…300 Гц с амплитудой 3…10 мм. Принцип сканирования луча основан на много- кратном пробеге лазерного пятна поперек дви- жения образца;