Введение ........................................................ 3

Глава 1. Особенности формирования сварного соединения
и методики его исследования .................................... 11
1.1  Взаимодействие лазерного излучения с металлом ............. 11
     1.1.1  Поглощение лазерного излучения ..................... 11
     1.1.2  Нагрев металла без изменения фазового состояния .... 13
     1.1.3  Нагрев металла с изменением фазового состояния ..... 18
     1.1.4  Расчет и определение оптимальных режимов нагрева
            железоуглеродистых сплавов излучением СO2-лазеров
            непрерывного действия .............................. 20
1.2  Превращение стали при быстром нагреве и охлаждении ........ 23
     1.2.1  Компоненты и фазы в сплавах железа ................. 23
     1.2.2  Влияние углерода на свойства стали ................. 24
     1.2.3  Мартенситное превращение аустенита ................. 25
1.3  Сущность и основные преимущества сварки лазерным лучом .... 28
     1.3.1  Технологические особенности процесса лазерной
            сварки ............................................. 29
     1.3.2  Критическая плотность мощности при лазерной
            сварке алюминиевых сплавов ......................... 36
     1.3.3  Влияние газовой защиты на качество шва и
            стабильность процесса .............................. 38
     1.3.4  Перспективы применения нанопорошков для
            управления микроструктурой лазерного сварного шва
            и его механическими характеристиками ............... 39
1.4  Современные методы исследования качества сварных
     соединений, полученных с помощью лазера ................... 41

Глава 2. Сварка алюминиевых сплавов ............................ 58
2.1  Структура и микроструктура сварных соединений ............. 59
2.2  Статические и усталостные механические испытания
     сварного соединения ....................................... 63
     2.2.1  Механические характеристики сварных соединений ..... 63
     2.2.2  Результаты усталостных испытаний ................... 70
2.3  Влияние ультразвуковой обработки шва на характеристики
     сварных соединений и зону термического влияния ............ 72
2.4  Неоднородность структуры и распределения нормального
     модуля упругости в сварном соединении ..................... 75

Глава 3. Сварка низкоуглеродистой стали 20 СO2-лазерным
излучением ..................................................... 90
3.1  Фокусирующая система для сварки листовых образцов ......... 90
3.2  Зависимость глубины проплавления от мощности
     и скорости сварки ......................................... 92
3.3  Влияние режимов сварки на формирование сварного шва ....... 95
3.4  Влияние нанопорошков на свойства сварного шва ............. 97
3.5  Формирование макро- и микроструктуры сварных швов
     при лазерной сварке малоуглеродистой стали ............... 100

Глава 4. Сварка титановых сплавов ............................. 118
4.1  Влияние нанопорошков на свойства сварных соединений
     сплавов ВТ 1 - 0, ВТ ..................................... 120
4.2  Структура шва при сварке титанового сплава ВТ5-1 ......... 123

Глава 5. Экспериментальные исследования сварки пластин
из нержавеющей стали .......................................... 135
5.1  Сварка нержавеющей стали без применения нанопорошков ..... 135
5.2  Сварка нержавеющей стали с применением нанопорошков ...... 138

Глава 6. Сварка разнородных материалов ........................ 148
6.1  Влияние режимов сварки титана с нержавеющей сталью
     на свойства сварного соединения .......................... 149
6.2  Морфология, структура и фазовый состав шва с
     промежуточной вставкой при сварке титана с нержавеющей
     сталью ................................................... 154
     6.2.1  Морфология сварного шва и границ контакта
            вставки с титаном и сталью ........................ 155
     6.2.2  Структура и фазовый состав шва .................... 156
6.3  Влияние режима сварки на строение и прочность сварных
     соединений с медной вставкой ............................. 164
6.4  Сварка титана с нержавеющей сталью с применением
     композиционной вставки, полученной взрывом ............... 178

Глава 7. Математическое моделирование процессов лазерной
сварки металлов и сплавов ..................................... 185
7.1  Моделирование теплофизических процессов при сварке
     металлических пластин .................................... 186
7.2  Теоретическая оценка параметров дендритной структуры
     и газовой пористости в сварном шве ....................... 194
7.3  Моделирование тепло- и гидродинамических процессов
     в сварочной ванне ........................................ 198
     7.3.1  Численный анализ влияния эффективной
            теплопроводности на параметры сварочной ванны ..... 198
     7.3.2  Моделирование сварки с учетом конвекции расплава .. 199
7.4  Трехмерная математическая модель сварки .................. 199
7.5  Математическая модель кристаллизации сплава,
     модифицированного наноразмерными частицами ............... 209
7.6  Моделирование процесса сварки разнородных металлов
     с применением промежуточной вставки ...................... 216
     Приложение. Квазитрехмерная модель ....................... 227

П.1. Осреднение уравнений Навье-Стокса ........................ 228
П.2. Осреднение уравнения теплопроводности .................... 230
П.3. Осреднение краевых условий ............................... 231
Литература .................................................... 234