• Текст документа
  • Статус
Оглавление
Поиск в тексте
Документ в силу не вступил

ГОСТ EN 1011-6-2017

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Сварка

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СВАРКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Часть 6 Лазерная сварка

Welding. Recommendations for welding of metallic materials. Part 6. Laser beam welding

МКС 25.160.10

Дата введения 2019-03-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "Национальная экспертно-диагностическая компания" (ООО "НЭДК") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 "Сварка и родственные процессы"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 ноября 2017 г. N 52)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Азербайджан

AZ

Азстандарт

Армения

AM

Минэкономики Республики Армения

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Грузия

GE

Грузстандарт

Казахстан

KZ

Госстандарт Республики Казахстан

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Молдова

MD

Молдова-стандарт

Россия

RU

Росстандарт

Таджикистан

TJ

Таджикстандарт

Туркменистан

TM

Главгосслужба "Туркменстандартлары"

Узбекистан

UZ

Узстандарт

Украина

UA

Минэкономразвития Украины

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 октября 2018 г. N 823-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 1011-6-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2019 г.

5 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 1011-6:2005* "Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка" ("Welding - Recommendation for welding of metallic materials - Part 6: Laser beam welding", IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru. - Примечание изготовителя базы данных.

Европейский стандарт разработан Техническим комитетом CEN/TC 121 "Сварка".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных европейских стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Серия стандартов EN 1011 под общим наименованием "Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов" состоит из следующих частей:

- часть 1. Общее руководство для дуговой сварки;

- часть 2. Дуговая сварка ферритных сталей;

- часть 3. Дуговая сварка коррозионностойких сталей;

- часть 4. Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов;

- часть 5. Сварка плакированных сталей;

- часть 6. Лазерная сварка;

- часть 7. Электронно-лучевая сварка;

- часть 8. Сварка чугуна.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования для лазерной сварки и связанных с ней процессов обработки металлических материалов для всех видов изделий (например, литых, штампованных, экструдированных, кованых).

Примечание - Некоторые рекомендации по резке, сверлению, обработке поверхности и плакированию лазерным лучом приведены в приложении F.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные стандарты*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая все изменения к нему):
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

EN ISO 3834-2, Quality requirements for fusion welding of metallic materials - Part 2: Comprehensive quality requirements (ISO 3834-2:2005) [Требования к качеству выполнения сварки плавлением металлических материалов. Часть 2. Общие требования к качеству (ISO 3834-2:2005)]

EN ISO 3834-5, Quality requirements for fusion welding of metallic materials - Part 5: Documents with which it is necessary to confirm to claim conformity to the quality requirements of ISO 3834-2, ISO 3834-3 or ISO 3834-4 (ISO 3834-5:2005ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка) [Требования к качеству выполнения сварки плавлением металлических материалов. Часть 5. Документы, требования которых нужно выполнять для того, чтобы подтвердить соответствие требованиям ISO 3834-2, ISO 3834-3 или ISO 3834-4 (ISO 3834-5:2005)]

______________

ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка Заменен на ISO 3834-5:2015 "Требования к качеству выполнения сварки плавлением металлических материалов. Часть 5. Документы, требования которых нужно выполнять для того, чтобы подтвердить соответствие требованиям ISO 3834-2, ISO 3834-3 или ISO 3834-4".

EN ISO 11145:2001, Optics and optical instruments - Lasers and laser-related equipment - Vocabulary and symbols (ISO 11145:2001ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка [Оптика и оптические инструменты. Лазеры и лазерное оборудование. Словарь и обозначения (ISO 11145:2001)]

______________

ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка Заменен на ISO 11145:2016 "Оптика и фотоника. Лазеры и лазерное оборудование. Словарь и обозначения".

EN ISO 15609-4, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials - Welding procedure specification - Part 4: Laser beam welding (ISO 15609-4:2004ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка) [Технические требования и аттестация процедур сварки металлических материалов. Технические требования к процедуре сварки. Часть 4. Лазерная сварка (ISO 15609-4:2004)].

______________

ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка Заменен на ISO 15609-4:2009 "Технические требования и оценка процедур сварки металлических материалов. Технические требования к процедуре сварки. Часть 4. Лазерно-лучевая сварка".

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины в соответствии с EN ISO 11145:2001.

4 Здоровье, безопасность и охрана окружающей среды

Общий перечень документов по охране окружающей среды при сварке и родственных процессах подготовлен CEN/TC 121. Он охватывает и применение лазерных процессов.

Процессы с применением лазерного луча представляют дополнительную опасность сверх той, которая возникает при дуговой сварке. Следует соблюдать специальные рекомендации (см., например, EN 60825-1 и EN ISO 11553-1).

Требования безопасности, связанные с применением промышленных роботов для манипуляций фокусировочными устройствами и/или подлежащими сварке элементами, приведены в EN 775.

5 Требования к качеству

Лазерная сварка является сложным процессом, требующим детального контроля. Все процессы выполняются с применением числового программного управления, требующего программирования каждой отдельной операции. Они должны контролироваться в соответствии с требованиями EN ISO 3834-2 и EN ISO 3834-5.

Примечание - Это не относится к требованиям к контролю при сертификации, но процесс контроля должен удовлетворять требованиям EN ISO 3834-2 и EN ISO 3834-5.

Условием для эффективного управления процессом сварки являются требования к геометрии соединений и другие требования, которые должны быть определены до начала производства. Ряд стандартов определяют геометрию сварных соединений и соответствующие критерии качества и могут быть применены как справочные.

Таблица 1 - Критерии качества

Требования и допуски

Стандарт

Требования к качеству сварных соединений, выполненных лазерной сваркой

EN ISO 13919-1

EN ISO 13919-2

Требования к качеству поверхности реза

EN ISO 9013

Общие допуски

EN ISO 13920

Общие требования

EN ISO 3834-2 и EN ISO 3834-5 определяют условия, которые должны быть согласованы и учтены до начала производства.

EN 1011-1:1998ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка (приложение А) может использоваться в качестве руководства в случае, если EN ISO 3834-2 и EN ISO 3834-5 не применены

ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка Заменен на EN 1011-1:2009 "Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 1. Общее руководство для дуговой сварки".

6 Оборудование

6.1 Общие положения

Информация о конкретном оборудовании для лазерного процесса должна быть предоставлена поставщиком. Различные учебники и статьи содержат справочную информацию. Приложение А содержит обобщенные сведения о принципах и методах. Приложение В содержит общие сведения о свойствах лазерных лучей.

6.2 Приемочные испытания

Условия приемки лазерного оборудования приведены в стандартах (см. таблицу 2).

Таблица 2 - Условия для приемочных испытаний

Тип оборудования

Стандарт

ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка-лазерное оборудование

EN ISO 15616-1, EN ISO 15616-2 и/или EN ISO 15616-3

Nd: YAG-лазерное оборудование

EN ISO 22827-1, EN ISO 22827-2

6.3 Обслуживание и калибровка

Положения по техническому обслуживанию не стандартизированы. Следует соблюдать руководство поставщика. Принципы калибровки, верификации, валидации и минимальные требования приведены в EN ISO 17662.

7 Аттестация сварочного персонала

Требования к аттестации персонала для полностью механизированной и автоматической сварки и родственных процессов приведены в EN 1418. Среди процедур, приведенных в настоящем стандарте, практические испытания могут быть основными при аттестации персонала, ответственного за эксплуатацию и настройку процессов с применением лазеров. При практических испытаниях оператор или наладчик демонстрирует знание технических требований и работы по настройке, управлению и проверке лазерного оборудования.

8 Технические требования к процедуре сварки

Все параметры лазерной сварки элементов должны быть указаны в технических требованиях к процедуре сварки WPS в соответствии с EN ISO 15609-4. Технические требования к процедуре резки, сверления, обработки поверхности и плакирования не стандартизированы. Некоторые указания приведены в EN ISO 15609-4.

9 Испытания процедуры сварки

Аттестация всех процедур лазерного процесса рекомендуется и требуется для большинства случаев его применения. Аттестацию процедуры лазерной сварки (когда требуется) проводят путем соответствующих испытаний (см. EN ISO 15614-11). Может быть применена аттестация путем допроизводственного испытания (см. EN ISO 15613).

Аттестация путем допроизводственного испытания является обычной практикой для резки, сверления и обработки поверхности. Некоторые рекомендации даны в EN ISO 15613. Аттестация процедуры лазерной сварки для плакирования (если требуется) может быть выполнена испытанием процедуры (см. prEN ISO 15614-7). Может быть применена аттестация путем допроизводственного испытания (см. EN ISO 15613).

10 Сварочные материалы

10.1 Присадочные металлы

Присадочные металлы применяют для лазерного плакирования и для лазерной сварки. Основная проблема заключается в малом выборе присадочных металлов для лазерных процессов и в отсутствии соответствующих стандартов. На практике применяют сплошную проволоку круглого сечения, но могут применять порошки, в частности для плакирования. В производственных целях используют:

- проволоку для дуговой сварки плавящимся электродом в защитном газе и дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа. Также применяют порошковые проволоки. Для специальных целей может быть организовано небольшое производство порошковой проволоки (экспериментальное). Соответствующими стандартами являются: EN 440, EN 758, EN 1668, EN 12070, EN 12071, EN 12072, EN 12073, EN 12534, EN 12535, EN 14640, EN ISO 18273, EN ISO 18274;

- проволоку для термического напыления, выпускаемую в качестве расходного материала. Обычная форма поставки - сплошная проволока круглого сечения, стандартизованная по EN ISO 14919;

- порошки для термического напыления, стандартизированные по EN 1274;

- порошки для порошковой металлургии.

10.2 Газы

Газы применяют для защиты и предотвращения образования плазмы при лазерной сварке, при лазерной резке, для защиты при лазерном плакировании, сверлении и маркировке. ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка-лазеры могут требовать непрерывной подачи лазерного газа.

Соответствующим является стандарт EN 439. Он недостаточно применим для всех газов, используемых для лазерных процессов. Необходимы конкретные технические требования к составу и допускам для всех нестандартных газов.

11 Конструкция

11.1 Общие положения

Необходимо обеспечить доступ к соединениям. Преимуществом является то, что фокусирующая головка может находиться на некотором расстоянии от поверхности соединения. При применении защитного газа или газа для предотвращения образования плазмы соответствующие сопла должны располагаться близко к поверхности. Применение датчиков расширяет требования к доступу.

11.2 Конструкция соединения

Конструкция соединения важна для лазерной сварки. Обычно сварное соединение представляет собой стыковой шов без скоса кромок. Т-образные соединения свариваются аналогично, но не всегда с полным проваром. Точечная сварка используется для нахлесточных соединений.

Лазерная сварка может применяться для сварки деталей с жесткими допусками. Условием является то, что фиксирующие устройства точно удерживают свариваемые детали или соединения являются "самопозиционирующимися".

Для предотвращения образования брызг или подрезов используется лазерная сварка с корневой подкладкой.

Для выполнения аксиально-кольцевых сварных швов на элементах с ограниченными размерными допусками рекомендуется применять прессовую посадку, такую как Н7/r6 или H7/n6 (EN 20286-2). Для кольцевых сварных швов с зазором следует применять прихватки.

11.3 Подготовка соединения

Качество лазерной сварки зависит от точности и чистоты поверхности подготовленного под сварку соединения.

Соединения могут быть подготовлены путем механической обработки или резки. Важно окончательное состояние поверхности соединения. Необходимо провести очистку поверхности, если она загрязнена оксидами, маслом, смазкой, охладителями или краской.

Конкретные методы очистки используются в зависимости от типа материала, размеров элементов и требований к качеству, а также от условий работы. Виды обработки, которые могут быть использованы:

- ручное обезжиривание с помощью растворителя;

- чистка парами растворителя в закрытом испарителе или в ультразвуковой ванне;

- предварительная обработка очищающим паром с небольшой щелочной добавкой и с последующей сушкой;

- кислотное нейтрализующее травление, промывка в дистиллированной воде, сушка, кратковременное хранение;

- механическая очистка путем шлифовки, чистки и т.д.;

- остатки грунтовки и аналогичных покрытий на стальных пластинах могут быть удалены проходом расфокусированного лазерного луча по соединению перед выполнением сварки.

При такой обработке могут использоваться высокие скорости, превышающие 100 мм/с.

Если элементы имеют поверхностные покрытия, созданные науглероживанием, анодированием, кадмированием, азотированием, фосфатированием, цинкованием и т.д., то эти слои должны удаляться путем механической обработки поверхности в зоне сварного соединения.

Если элемент не может быть подвергнут механической обработке в зоне начала и конца сварного шва с целью удаления кратера в конце шва, то должны использоваться вводные и выводные планки (см. рисунок 1). Выводные планки также уменьшают температуру на концевых частях обрабатываемой детали. Вводные и выводные планки должны быть прикреплены к обрабатываемой детали с помощью зажимов или сварки для получения хорошего теплового контакта и впоследствии удалены.

ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка

1 - вводная планка; 2 - обрабатываемая деталь; 3 - выводная планка; 4 - начало шва; 5 - конец шва

Рисунок 1 - Образец с вводными и выводными планками для начала и конца сварки

12 Лазерная сварка

12.1 Характеристики

12.1.1 Режимы

Лазерная сварка является процессом сварки плавлением, и для соединения характерно наличие зон термического влияния в свариваемых деталях, контактирующих с металлом шва.

Лазерная сварка часто выполняется в режиме "замочная скважина". Этот режим требует пучка с высокой плотностью мощности, способной испарить материал в точке взаимодействия. Лазерный пучок затем может создать (с помощью давления испаренного материала) глубокую полость формы, приближенной к цилиндрической. Стенки полости покрыты расплавленным материалом. Если этот процесс находится под контролем, полость вместе с лазерным лучом перемещается вдоль шва. Распределение тепла и материала в основном является двухмерным. Материал плавится в передней части полости и перемещается к ее задней стенке, где, застывая, образует металл сварного шва. Небольшая часть материала испаряется или удаляется в виде брызг в направлении вдоль оси лазерного луча. Режим "замочная скважина" обычно используется для сварки стыковых швов с полным или частичным проплавлением толстых деталей.

Другой режим - это сварочный режим, основанный на теплопроводности материала. В этом режиме интенсивность пучка недостаточна для создания "замочной скважины", и распределение тепла становится похожим на распределение тепла при дуговой сварке. Этот теплопроводный режим сварки имеет место, когда луч (низкой интенсивности) расфокусирован или колеблется. Теплопроводный режим сварки может дать трехмерное распределение тепла, и поперечное сечение сварного шва будет приблизительно круглым, с шириной на поверхности примерно в 2 раза выше глубины проплавления. Тепло может распространяться в более широких областях, в результате чего создается шов, ширина которого более чем в 2 раза превышает глубину проплавления. Аналогичный метод используется для плакирования лазерным пучком, когда обычно стремятся к минимальному проплавлению.

В точечной сварке фокусирующая головка во время сварки находится в стационарном состоянии по отношению к основному материалу. Время сварки для каждой точки может быть измерено в миллисекундах. Как правило, для этой цели используются импульсные лазеры. Получаемый профиль сварного шва, как правило, является промежуточным между швом, получаемым в режиме теплопроводности, и швом "замочная скважина".

12.1.2 Передача энергии

Энергия передается от лазерного луча к основному материалу, где она расплавляет материал и создает "замочную скважину" (в режиме "замочная скважина"). На передачу энергии влияют главным образом два фактора:

- отражение (частичное) энергии пучка от поверхности основного материала и жидкого материала ванны;

- образование шлейфа испарившихся элементов и/или плазменного облака (ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка-лазер).

Лазерные лучи отражаются от поверхности материалов. Доля отраженной энергии зависит от состояния поверхности (на микроскопическом уровне), например от шероховатости поверхности, а также от температуры поверхности. Отраженная доля может быть очень большой, близкой к 90% для полированных материалов и длине волны более 1 мкм при комнатной температуре. Доля отраженной энергии значительно ниже, менее 50% для более коротких длин волн и поверхностей с более низкой отражающей способностью. Если пучок обладает достаточной мощностью для выполнения полного проплавления, отражение не имеет большого значения. Отражающая способность материала стала меньше приниматься во внимание при использовании лазеров с высокой мощностью и высоким качеством пучка. Отражение может вызвать нестабильность процесса, и "замочная скважина" не будет выполнена в определенной для нее зоне, если по какой-либо причине происходит отражение достаточно высокой доли энергии пучка.

Лазерная сварка обычно сопровождается испарением части основного материала. Это вызывает паровой шлейф над местом "замочная скважина". ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка-лазеры высокой мощности создают такую высокую температуру, что по крайней мере часть шлейфа ионизируется и создается облако плазмы в сварном соединении и над ним (над местом "замочная скважина"). Плазменное облако может ослабить лазерный пучок, при этом обычной мерой предосторожности является применение струи гелия, которая выдувает плазму.

Гелий является предпочтительным газом для устранения плазмы. На экспериментальной основе использовались другие газы, такие как ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка или Аr. Влияние плазмы не может быть полностью устранено, тем не менее сварка возможна.

Испарение избирательно влияет на различные химические элементы основного материала. Элементы с высоким давлением пара испаряются более легко. Металл шва, следовательно, будет обеднен такими элементами по сравнению с основным материалом.

12.1.3 Импульсная лазерная сварка

Импульсная лазерная сварка может использоваться для точечной сварки. Высокая пиковая мощность импульсных лазеров может использоваться в некоторых случаях для создания сварных швов "замочная скважина" в сравнительно толстых деталях. Однако скорость сварки при этом более низкая, чем у мощного лазера постоянной мощности.

12.1.4 Колебание луча

Колебание луча может применяться для создания более широкого профиля сварного шва и используется при наличии зазоров. Увеличенное поперечное сечение сварного шва сопровождается уменьшением скорости охлаждения.

12.1.5 Управление мощностью лазерного луча

Цифровое управление источником мощности лазерного пучка обычно осуществляется в форме линейной функции (с пологим подъемом и пологим спуском), которая вместе с регулировкой фокуса может быть использована для получения удовлетворительного результата в начале и в конце шва. Это важно для создания кольцевых и замкнутых сварных швов.

12.1.6 Зона фокусировки лазерного луча

Лазерный луч обычно фокусируется на поверхности основного материала или вблизи ее.

12.1.7 Защита газом

Определенные виды защиты газом необходимы для большинства случаев. Сварочная ванна, высокотемпературная часть шва, находящаяся непосредственно за сварочной ванной, и корень шва (при полном проплавлении во время сварки) должны быть защищены. Должны использоваться газовые сопла требуемой конструкции. Необходимость защиты и тип используемого защитного газа зависят от свариваемого материала. Достаточная защита всех высокотемпературных зон имеет ключевое значение, например при сварке коррозионностойких сталей, для того чтобы сохранить высокую степень коррозионной стойкости. Сварные швы с полным проплавлением низкоуглеродистых сталей могут выполняться без защиты корня шва. Сварка тонких деталей с высокой скоростью также может производиться без защиты газом.

12.1.8 Использование сварочных материалов

Сварочные материалы могут быть необходимы, например, при сварке с зазором, чтобы избежать уменьшения сечения шва. Сварочные материалы также могут применяться по металлургическим соображениям. При этом требуется очень точная подача сварочной проволоки. Оптимальным решением может быть применение гибридной дуговой сварки.

12.1.9 Гибридные процессы

Гибридные процессы состоят из сочетания лазерной сварки с дуговой сваркой, плазменной сваркой, сваркой неплавящимся электродом в среде инертного газа TIG, сваркой плавящимся электродом в среде активного газа MAG и т.д. Хорошим решением может стать применение присадочного материала. При этом могут достигаться высокая скорость сварки и низкое тепловложение. Комбинация стыковой/угловой шов является другим вариантом использования гибридного процесса.

Рекомендации по дуговой сварке приведены в EN 1011-1.

12.2 Преимущества и недостатки

Лазерная сварка с использованием режима "замочная скважина" имеет ряд преимуществ по сравнению с другими процессами сварки плавлением:

- соединение характеризуется минимальными размерами сварного шва. При этом достигается минимальное тепловложение; узкая зона термического влияния, минимальные остаточные деформации;

- возможны высокие скорости сварки, большинство соединений выполняются одним или максимум двумя проходами, по одному с каждой стороны;

- сварные швы могут выполняться на деталях толщиной до нескольких сотен миллиметров. Верхний предел для сталей составляет около 25 мм для односторонних стыковых швов с полным проплавлением.

По сравнению с электронно-лучевой сваркой лазерная сварка выполняется при нормальных атмосферных условиях и не образует рентгеновских лучей.

Основные недостатки:

- высокие скорости охлаждения, поэтому для некоторых материалов требуются специальные меры, чтобы избежать возникновения недопустимых свойств материалов;

- в определенных материалах может иметь место образование трещин и/или пористость;

- материалы с высокими отражающими свойствами поверхности труднее свариваются, т.к. энергия пучка отражается и не поглощается;

- имеющиеся источники лазерного излучения характеризуются низкой эффективностью. Потребление энергии может примерно от 10 до 30 раз превышать энергию лазерного пучка;

- ручная сварка мало применима. На практике применяют механизированное оборудование и все запрограммированные операции;

- металл шва может быть обеднен элементами, имеющими высокое давление пара из-за испарения;

- жесткие требования к качеству подготовки кромок сварного соединения и точному позиционированию сварного шва или слежению за ним;

- поверхностные покрытия соединения могут привести к дефектам.

12.3 Сборка и закрепление

Для лазерной сварки могут использоваться все кондукторы, манипуляторы, столы с перемещениями по осям X и Y и т.д. Лазерная сварка не требует зажимных приспособлений, отличных от тех, которые применяют в других процессах сварки. Если требуется точность и жесткость допусков позиционирования свариваемых деталей, то зажимные приспособления должны обеспечить соответствующую точность. Некоторые рекомендации приведены в EN ISO 15616-1 по EN ISO 15616-3.

12.4 Управление процессом

Лазерная сварка выполняется с применением числового программного управления. Корректировка или обратная связь при проведении сварочных операций мало возможна, за исключением использования датчиков, которые динамически корректируют траекторию пучка относительно свариваемого изделия. Датчики наблюдения за процессом, например по спектру и интенсивности вторичного излучения из зоны сварки, устанавливаются на экспериментальной основе.

12.5 Контроль и испытания

В EN ISO 15614-11 даны ссылки на стандарты по неразрушающему контролю. Стандарты EN или ISO для неразрушающего контроля сварных соединений, полученных с помощью лазерной сварки, не приняты. Стандарты для контроля соединений, выполненных дуговой сваркой, могут использоваться с соответствующими модификациями.

12.6 Дефекты

Дефекты определены в EN ISO 6520-1. Уровни качества, применимые для управления процессом, указаны в EN ISO 13919-1 и EN ISO 13919-2.

Приложение A (справочное). Оборудование

Приложение A
(справочное)

А.1 Описание лазерного процесса

А.1.1 Принципы

Лазер - это аббревиатура от "усиление света вынужденным излучением" (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Лазер - это устройство, генерирующее световой луч, который является достаточно узким и мощным и может применяться для сварки, резки, обработки поверхностей и сверления. С некоторой точки зрения лазер может считаться "черным ящиком". Механизм генерации света и фактическая разработка конкретного лазера представляют интерес лишь в той мере, в какой они имеют значение для ежедневного обслуживания, калибровки и тех операций по ремонту, которые может выполнять пользователь. Необходимо применять руководство пользователя (руководство по ремонту) для конкретного устройства. Однако это не является практичным, т.к. существует ряд различных типов лазеров и каждый из них имеет характеристики, которые ограничивают его применение. Краткое описание различных типов необходимо, чтобы предоставить необходимую терминологию для основной части настоящего стандарта. Имеются учебники, документы по лазерам, где пользователям предлагается ознакомиться с этими источниками для получения более подробной информации.

Все лазерные устройства имеют резонатор, в котором свет генерируется и усиливается. Резонатор оборудован отражающими и частично отражающими зеркалами и другими формами барьеров.

Внутри резонатора имеется среда, способная генерировать непрерывный или импульсный свет. Часть света, накапливаемая в резонаторе, может испускаться, создавая таким образом фактический лазерный пучок.

Энергия поступает из внешнего источника в среду внутри резонатора (энергия накачки). Не все 100% энергии превращаются в лазерный луч, а избыточная энергия должна отводиться с помощью механизма охлаждения.

А.1.2 Элементы

Источник лазерного пучка составляет только часть всей установки. Все лазерные технологии используют механизированные, автоматические или роботизированные установки. Единственным исключением являются ручные маломощные лазеры для специальных целей (непромышленные лазеры).

Типичная лазерная установка (рабочая станция) обычно включает в себя следующие элементы:

- источник лазерного пучка;

- устройства для направления, формирования и фокусировки лазерного луча на обрабатываемой детали;

- устройства, используемые для создания относительного движения между лазерным лучом и обрабатываемой деталью;

- крепления для фиксации обрабатываемой детали;

- системы охлаждения;

- системы управления.

А.2 Источники лазерного излучения

А.2.1 ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка-лазеры

Таблица А.1 - ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка-лазеры

Основные свойства

Характеристики

Технологическое состояние

Лазеры на базе диоксида углерода (ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка) доступны в течение многих лет и представляют достаточно развитые технологии

Активный лазерный материал (рабочее тело) в резонаторе

Емкость, содержащая ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка, ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка, Не и, возможно, другие газы. При этом ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка является активным газом

Источник энергии

Электрический разряд в резонаторе

Длина волны

Доступ к полной версии этого документа ограничен

Текст документа вы можете получить на ваш адрес электронной почты, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

Что вы получите:

После завершения процесса оплаты вы получите доступ к полному тексту документа, возможность сохранить его в формате .pdf, а также копию документа на свой e-mail. На мобильный телефон придет подтверждение оплаты.

При возникновении проблем свяжитесь с нами по адресу spp@kodeks.ru

ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка

Название документа: ГОСТ EN 1011-6-2017 Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Часть 6. Лазерная сварка

Номер документа: EN 1011-6-2017

Вид документа: ГОСТ

Принявший орган: Росстандарт

Статус: Документ в силу не вступил

Опубликован: Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2018 год
Дата принятия: 23 октября 2018

Дата начала действия: 01 марта 2019
Информация о данном документе содержится в профессиональных справочных системах «Кодекс» и «Техэксперт»
Узнать больше о системах