Научно-образовательный центр внедрения лазерных технологий ВлГУ, Владимир, Россия:

А. Б. Люхтер, директор
А. Н. Шлегель, заведующий лабораторией лазерной сварки НОЦ ВЛТ

Владимирский государственный университет им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия:
А. А. Леонтьев, инженер-исследователь, эл. почта: leontev@laser33.ru

ООО «Владимирский инжиниринговый центр использования лазерных технологий в машиностроении при ВлГУ», Владимир, Россия:
Д. С. Гусев, начальник научно-экспериментального отдела

В настоящее время наиболее востребованными как в автомобильной, так и в других отраслях промышленности являются технологии получения деталей путем сварки черных и цветных металлов. Такое соединение позволяет не только максимально облегчить конструкцию, но и защитить от коррозии. Существует немало способов соединения разнородных металлов, но их главные проблемы — это ухудшение визуальных характеристик и дороговизна технологии получения изделия. В данной работе рассмотрены образцы, изготовленные при помощи лазерной сварки волоконным лазером. Заметным преимуществом лазерной сварки алюминия и стали представленным методом является отсутствие присадочной проволоки, коробления и изменения внешнего вида лицевой стороны элементов корпуса автобуса. Статья посвящена определению предельных механических характеристик макетов корпусных элементов каркаса автобуса, изготовленных из стального профиля марки Ст3 и листового алюминия марки АМг2М путем сварки лазерным излучением. Проведены испытания статических и усталостных механических свойств, а также представлена методика их проведения. В результате проведенных испытаний были определены механические характеристики изготовленных образцов. На основе полученных результатов и с учетом исправлений выявленных недостатков был создан реальный кузовной элемент транспортного средства для проведения впоследствии натурных испытаний. В статье показано, что лазерная сварка корпусных элементов автобусов, состоящих из разнородных металлов, позволяет получить прочностные характеристики, необходимые и достаточные для обеспечения безопасной эксплуатации пассажирских транспортных средств.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации. Соглашение о предоставлении субсидии № 14.577.21.0158 от 28 ноября 2014 г. Уникальный идентификатор ПНИЭР RFMEFI57714X0158.
Авторы благодарят коллектив ООО «Владимирский инжиниринговый центр использования лазерных технологий в машиностроении при ВлГУ» за активное участие в изготовлении образцов для проведения механических испытаний.

1. Martinsena K., Huc S. J., Carlsond B. E. Joining of dissimilar materials // CIRP Annals — Manufacturing Technology. 2015. Vol. 64. P. 679–699.
2. Abdo A. et al. Resistance spot welding of аluminium // International Journal for Scientific Research & Development. 2013. Vol. 10. P. 2212–2216.
3. Chen H. Gap-free fibre laser welding of Zn-coated steel // Materials & Design. 2011. Vol. 32. P. 495–504.
4. Dharmendra C. et al. Study on laser welding-brazing of zinc coated steel // Materials Science and Engineering: A. 2011. Vol. 528. P. 1497–1503.
5. Mehrani A. Influence of filler wire 5754 aluminum alloy in a lapjoint configuration // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. Vol. 82. P. 1495–1506.
6. Wang Pengfei, Xizhang Chen, Qiuhong Pan, Bruce Madigan, Jiangqi Long. Laser welding dissimilar materials of
aluminum to steel: an overview // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2016. Vol. 87. P. 3081–3090.
7. Tasalloti H. et al. Laser overlap welding of zinc-coated steel on aluminum alloy // Physics Procedia. 2015. Vol. 78. P. 265–271.
8. Dharmendra C., Rao K. P., Wilden J., Reich S. Study on laser welding-brazing of zinc coated steel to aluminum alloy with a zinc based filler // Materials Science and Engineering: A. 2011. Vol. 528. P. 1497–1503.
9. Choi C. Y., Kim D. C., Nam D. G., Kim Y. D., Park Y. D. A hybrid joining technology for aluminum/zinc coated steels in vehicles // Journal of Materials and Science Technologies. 2010. Vol. 26. P. 858–864.
10. Пат. 2015612905 РФ. МПК Н 04 В 1/38, Н 04 J 13/00. Подсистема взаимодействия [Текст] / Шамин П. Ю., Прокошев В. Г., Люхтер А. Б. ; заявитель и патентообладатель Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Владимирский государственный университет имени Столетовых» ; заявл. 13.04.2015 ; опубл. 20.06.2015.
11. ГОСТ Р 41.66–99. Единообразные предписания, касаю щиеся официального утверждения крупногабаритных пассажирских транспортных средств в отношении прочности верхней части конструкции. — М. : Издательство стандартов, 2004. — 19 c.
12. ГОСТ 30630.1.1–99. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Определение динамических характеристик конструкции. — М. : Издательство стандартов, 2001. — 17 с.
13. Shlegel A. N., Evtikheev N. N., Gusev D. S., Ivanchenko A. B. Modeling of butt and lap joint laser welding of aluminum allоys and constructional steel sheets // Non-ferrous Metals. 2016. No. 1 (40). P. 27–32.