На международной конференции Advanced Laser Technologies ALT’19 с.н.с. Миколуцкий С.И. представит доклад “Surface treatment by nanosecond laser for diffusion welding”.

Исследована возможность улучшения качества соединения металлических сплавов при диффузионной сварке за счет лазерной обработки поверхностей заготовок, а также выявлено образование субмикронных структур в виде сфер диаметром около 500 нм, расположенных на вершинах конических ножек высотой до 1 мкм, при обработке поверхности циркониевой бронзы сканирующим пучком NdYaG-лазера.

Выявлено, что предварительная лазерная обработка образцов металлических сплавов (нержавеющая сталь, бронза, никелевый сплав) для диффузионной сварки наносекундными импульсами NdYaG-лазера приводит к увеличению временного сопротивления сварного соединения почти на 15% в случае никелевых сплавов и нержавеющей стали, и 5% в случае соединения из бронзы и стали. Оно может быть обусловлено большей плотностью сетки границ зерен, обеспечивающих более активную диффузию в материале, а
также облегченной пластической деформацией ультрамелкозернистого материала. Это открывает возможность улучшения качества соединения металлических сплавов при диффузионной сварке за счет лазерной обработки поверхностей заготовок, что имеет немаловажное значение для атомной промышленности и авиационной техники.

Также в процессе обработки на поверхности образцов CuCrZr-бронзы обнаружено образование субмикронных структур в виде сфер диаметром около 500 нм, расположенных на вершинах конических ножек высотой до 1 мкм. Образование таких структур наблюдалось при плотностях энергии лазерного импульса от 0,6 до 1,2 Дж / см 2 , а количество сферических
структур на единицу площади увеличивается с увеличением плотности энергии лазерного импульса. Также было обнаружено, что число таких структур на единицу площади увеличивается с уменьшением скорости сканирования лазерного луча по поверхности.

СЭМ изображение новых субмикронных и микроструктур, образующихся при обработке поверхности бронзы CuCrZr сканирующим пучком наносекундных лазерных импульсов с плотностью энергии 0,85 Дж/см 2 с увеличенным изображением данных структур в правом верхнем углу.

Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН № 7 “Новые разработки в перспективных направлениях энергетики, механики и робототехники”.