Файл: Зубков Б.В. Луч, искра, взрыв обрабатывают металл рассказы о новом и необыч. в обраб. металла.pdf

рогу в цеха машиностроительных заводов? «Разве-не поразительна быстрота, с которой «гиперболоид инже­

электросварки АН УССР академик Б. Патон. Ибо ла­ зеры уже заняли, прочную позицию в сварочном деле. Сварка светом выходит из стадии лабораторных экспе­ риментов. Специалисты считают, что серийный выпуск промышленного оборудования не за горами.

Писатель В. Кожевников сравнивал мастерство сварщика с искусством восточного художника-калли- графа. Вот каллиграф встает на рассвете и долго сидит с закрытыми глазами, чтобы дать им отдых. Он наде­ вает легкую одежду, моет руки и трет их пемзой, чтобы лучше осязать тростинку кисти. И только после этого берется за кисть и «со снайперской точностью неуло­ вимым движением кладет на бумагу изображение иеро­ глифа ■— изящнее и прихотливое, почти живое, как цве­ ток океанской водоросли».

‘ А сварщик? От него требуется не меньшее мастер­ ство, но работать ему приходится в брезентовой куртке и брезентовых рукавицах, в руках у него электрододержатель, весящий почти полкило, а малейший брак может уничтожить работу многих людей.

Поэтому, изыскивая все более точные методы свар­ ки, специалисты дошли до электронного луча, этой тончайшей кисточки, потоку мельчайших частиц, рису­ ющих изображения на кинескопах телевизоров. Но да­ же электронный луч иногда оказывается слишком гру­ бым. Световой луч еще нежнее, гибче, виртуознее, ибо что может бьпь быстрее, легче, безынерционнее потока полностью лишенных массы и покоя фотонов, этой эчеогии в ее чистом виде, всегда летящей вперед с .предель­ но возможней в пр: роде скоростью?

Сквозь отверстие в посеребренном торце кристалла

48

Температура, развиваемая лазером, достаточна дл^

•расплавления самых тугоплавких материалов, а малая ширина шва и узость зоны термического влияния при лазерной сварке сводят до минимума всякое коробле­ ние и деформации. Шов можно не зачищать. Мгновен­ ный нагрев и охлаждение почти не вызывают роста зерна, чего обычно так опасаются металловеды и проч­ нисты, особенно при сварке жаропрочных сплавов и сталей. Структура металла остается мелкозернистой и качественной. Высокая концентрация энергии позволя­ ет точно контролировать размеры соединения, осущест­ вить так называемую прецизионную сварку, устраняет необходимость термической обработки для снятия внут­ ренних напряжений.

Открывается дорога к созданию сварной конструк­ ции будущего, которая, по словам академика Б. Патона, «представляется нам в виде совершенного, гармони­ чного сочетания металлических и неметаллических де­ талей законченных форм и размеров, свободного от внут­ ренних напряжений, не нуждающихся нн

в термической, ни в механической обра­ ботке».

Рубин — не един­ ственный лазерный материал. Вместо него можно исполь­ зовать фторид ба­ рия, фторид каль­ ция и т. д. Лазеры из стекла с добав­ кой неодима хо.р.о-

50

шо показали себя при сварке плавлением нержавеющей стали, меди, алюминия, ниобия и молибдена.

Как правило, лазер излучает энергию прерывисто, отдельными импульсами. Продолжительность каждого импульса — полторы тысячных доли секунды. Чтобы увеличить производительность сварки, нужно обеспечить большую непрерывность светового луча, нужно уча­ стить импульсы. Но мощные облучающие трубки, слу­ жащие лампами «накачки», быстро перегреваются. И здесь инженеры пошли на хитрость. Они укрепили на вращающемся барабане несколько попеременно вспы­ хивающих трубок, и пулеметная очередь световых им­ пульсов участилась в несколько раз.

Импульсная мощность сегодняшних лазеров доходит до 10 тысяч киловатт, а плотность энергии — до 300 мил­ лионов калорий на квадратный сантиметр. Скоро мощ­ ность достигнет сотен тысяч киловатт, а если вместо облучающих трубок использовать взрывающиеся проволо ч к и, то ещ е больше.

Коэффициент по­

51

вратится в самый точный и быстрый мёталлообраба' тывающий инструмент. Световой луч легко сможет прожигать отверстия, удалять лишний металл, как бы фрезеровать, строгать и точить заготовки.

А пока наиболее перспективная область применения лазеров — сварка сверхлегких сотовых конструкций из тугоплавких материалов, прецизионная обработка ми­ кроминиатюрных деталей космической радиоэлектрони­ ки и ракетной техники. Здесь невесомый световой скаль­ пель уже сейчас вне всякой конкуренции.

По законам аэродинамики

— Добротная штука, литая, — удовлетворенно гово­ рили инженеры прошлого века, глядя на могучие шату­ ны и кривошипы, на массивные корпуса машин толщи­ ною с добрую крепостную стену. Но вот прошло не­ сколько десятилетий, и вкусы инженеров резко пере­ менились. Во-первых, металловедам удалось создать новые прочные и сверхпрочные сплавы, во-вторых, ма­ тематики и механики разработали более совершенные методы расчета. Короче говоря, появилась возможность целать достаточно надежные машины из сравнительно гонких узлов и деталей. К тому же для автомобилей, самолетов, ракет каждый лишний килограмм веса оз­ начает снижение экономичности, уменьшение грузо­ подъемности, ухудшение всех эксплуатационных ка­ честв. А в любом справочнике для литейщиков и сей­ час вы обязательно найдете таблицу, показывающую минимальную толщину стенки. Сделать отливку тоньше

считается невозможным.

Конечно, фрезы, с безжалостным хрустом вгрызаюциеся в любую заготовку, звенящие шлифовальные кру- 'и, рассыпающие бенгальский огонь багрово-оранжевых

52