Патент на сварку

ИП осуществляет услуги по производству монтажных, электромонтажных, санитарно-технических и сварочных работ. ИП заключает договоры с различными заказчиками (организациями, физическими лицами), в соответствии с которыми ИП сначала изготавливает, а потом осуществляет монтаж дверей и окон (взамен старых) из ПВХ. Возможно ли применение ИП патентной системы налогообложения по указанному виду деятельности?

Рассмотрев вопрос, мы пришли к следующему выводу:
ИП вправе применять патентную систему налогообложения в том случае, когда деятельность по оказанию услуг по производству монтажных, электромонтажных, санитарно-технических и сварочных работ является предметом самостоятельного договора с заказчиком.
Если указанные работы являются лишь составной частью смешанного договора, содержащего в себе элемент договора подряда, то ссылки на применение патентной системы налогообложения в отношении данных работ с высокой степенью вероятности приведут к налоговым спорам.

Обоснование вывода:
Перечень видов предпринимательской деятельности, в отношении которых по решению субъекта РФ может применяться патентная система налогообложения, установлен п. 2 ст. 346.43 НК РФ.
В соответствии с пп. 13 п. 2 ст. 346.43 НК РФ патентная система налогообложения может применяться в отношении предпринимательской деятельности по производству монтажных, электромонтажных, санитарно-технических и сварочных работ (смотрите также письмо Минфина России от 02.10.2015 N 03-11-12/56575).
На территории Смоленской области патентная система налогообложения в отношении указанного вида деятельности введена законом Смоленской области от 19.11.2012 N 90-з.
В НК РФ не установлено каких-либо ограничений в части осуществления ИП указанного вида предпринимательской деятельности в целях применения патентной системы налогообложения.
Из писем Минфина России от 26.04.2016 N 03-11-12/23998, от 16.05.2013 N 03-11-12/17092 следует, что ИП, осуществляющий предпринимательскую деятельность по производству монтажных, электромонтажных, санитарно-технических и сварочных работ, имеет право предоставлять услуги как физическим, так и юридическим лицам.
При этом следует иметь в виду, что налоговые органы придерживаются позиции, согласно которой под видами деятельности, перечисленными в п. 2 ст. 346.43 НК РФ, следует понимать такие виды деятельности, в результате осуществления которых у предпринимателя образуется доход.
Данную позицию разделяют суды.
Так, например, в постановлении Второго арбитражного апелляционного суда от 03.09.2015 N 02АП-6632/2015 (постановлением АС Волго-Вятского округа от 29.12.2015 N Ф01-5320/15 оставлено без изменений) судьи пришли к выводу, что монтажные работы являлись лишь частью выполненных ИП общестроительных и ремонтных работ и производились в целях достижения предусмотренного заключенными договорами конечного результата. В связи с этим монтажные работы не носили характера самостоятельного вида предпринимательской деятельности и доводы налогоплательщика о том, что работы включали предусмотренные патентами монтажные работы, являются несостоятельными.
Похожий вывод сделан судьями в постановлении Третьего арбитражного апелляционного суда от 02.07.2014 N 03АП-2795/14 (постановлением АС Восточно-Сибирского округа от 09.10.2014 N Ф02-4666/14 оставлено без изменений, определением ВС РФ от 30.01.2015 N 302-КГ14-7660 отказано в передаче на кассацию в СК по экономическим спорам ВС РФ). Суды установили, что ИП применял систему налогообложения на основе патента в отношении операций по реализации пиломатериалов. Доказательств осуществления деятельности по распиловке древесины как самостоятельного вида предпринимательской деятельности, на который был получен патент, а не стадии процесса производства пиломатериалов ИП в проверяемый период не представил.
Таким образом, мы полагаем, что в том случае, если в отношении такого вида деятельности, как оказание услуг по производству монтажных, электромонтажных, санитарно-технических и сварочных работ, ИП заключает самостоятельные договоры, он вправе применять патентную систему налогообложения.
Если указанные работы являются лишь составной частью смешанного договора, содержащего в себе элемент договора подряда, то ссылки на применение патентной системы налогообложения в отношении данных работ с высокой степенью вероятности приведут к налоговым спорам.

Рекомендуем ознакомиться с материалами:
— Энциклопедия решений. Патентная система налогообложения;
— Энциклопедия решений. ПСН. Патент;
— Энциклопедия решений. Отчетность — 2017. Индивидуальные предприниматели, применяющие патентную систему налогообложения;
— Энциклопедия решений. Исчисление налога при ПСН. Порядок и сроки уплаты налога;
— Энциклопедия решений. Виды деятельности, в отношении которых применяется ПСН;
— Энциклопедия решений. Налоговая декларация при ПСН. Книга учета доходов ИП, применяющих ПСН;
— Энциклопедия решений. Ведение бухгалтерского учета при ПСН.

Ответ подготовил:
Эксперт службы Правового консалтинга ГАРАНТ
Графкин Олег

Контроль качества ответа:
Рецензент службы Правового консалтинга ГАРАНТ
профессиональный бухгалтер Родюшкин Сергей

22 февраля 2017 г.

Материал подготовлен на основе индивидуальной письменной консультации, оказанной в рамках услуги Правовой консалтинг.

СПОСОБ СВАРКИ РЕЛЬСОВЫХ СТЫКОВ

Изобретение относится к дуговым способам сварки и используется преимущественно для ручной электродуговой сварки железнодорожных рельсов.

Способ сварки рельсовых стыков включает установку рельсов с зазором между свариваемыми кромками, введение внутрь зазора плавящегося электрода и сварку с применением форм, установленных у места сварки, при силе тока, обеспечивающей образование жидкой ванны во всем объеме зазора. Предварительно осуществляют механическую обработку кромок рельсов или кромки одного из рельсов, включающую выполнение поперечного разреза по вертикальной плоскости от головки до начала подошвы рельса, выполнение горизонтального разреза по торцевой поверхности рельса перпендикулярно по отношению к ранее произведенному разрезу и снятие на торцевой поверхности подошвы фаски с притуплением у основания подошвы рельса. При образовании жидкой ванны в корне шва дополнительно осуществляют расплавление кромок основного металла рельсов.

Это позволит получить сварной шов с механическими свойствами, равнозначными свойствам основного металла, что увеличит срок службы рельсов.

Способ сварки рельсовых стыков, включающий установку рельсов с зазором между свариваемыми кромками, введение внутрь зазора плавящегося электрода и сварку с применением форм, установленных у места сварки, при силе тока, обеспечивающей образование жидкой ванны во всем объеме зазора, отличающийся тем, что предварительно осуществляют механическую обработку кромок рельсов или кромки одного из рельсов, включающую выполнение поперечного разреза по вертикальной плоскости от головки до начала подошвы рельса, выполнение горизонтального разреза по торцевой поверхности рельса перпендикулярно ранее произведенному разрезу и снятие на торцевой поверхности подошвы фаски с притуплением у основания подошвы рельса, а образование жидкой ванны в корне шва осуществляют расплавлением кромок основного металла рельсов.

способ сварки стыков прямошовных сварных труб из сталей повышенной прочности

Изобретение может быть использовано для сварки продольных швов сварных труб большого диаметра из высокопрочных сталей при строительстве магистральных, промысловых и морских трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности. Осуществляют лазерно-дуговую сварку внешнего шва Х-образной разделки плавящимся электродом в импульсно-периодическом режиме. Частота пульсаций дуги совпадает с частотой лазерных импульсов и составляет 380-420 Гц. После чего выполняют сварку внутреннего шва за один проход электрической дугой в защитном газе или под слоем флюса. Способ позволяет сваривать толстостенные трубы с получением высоких прочностных и качественных характеристик сварного шва. 2 ил., 2 табл.

Рисунки к патенту РФ 2412032

Изобретение относится к способам сварки продольного шва труб большого диаметра и может быть использовано как при производстве сварных труб в электросварочных агрегатах, так и при строительстве магистральных, промысловых и морских трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности.

Известен способ производства сварных прямошовных труб [патент РФ № 2296023]. Способ включает формовку полосы в трубную заготовку, нагрев свариваемых кромок при ее транспортировании через высокочастотный индуктор с цилиндрическим ферромагнитным сердечником, установленным внутри трубной заготовки вдоль ее оси, последующее сближение и сжатие кромок валками сварочной клети.

Недостатком способа является необходимость пластического деформирования свариваемых кромок, что требует создания больших механических усилий. Недостатком также является необходимость в удалении грата, образующегося в результате пластической деформации свариваемых кромок, что приводит к увеличению трудоемкости изготовления труб.

Известен способ лазерно-дуговой сварки см. патент [заявка WO № 2006129024]. Способ характеризуется тем, что создают единую жидкую сварочную ванну металла при одновременном воздействии лазерного луча, передаваемого оптическим волокном, и воздействуют электрической дугой с плавящимся электродом в среде защитного газа. Электрическая дуга обеспечивает плавление присадочного материала, а лазерный луч стабилизирует горение дуги на высоких скоростях сварки и обеспечивает глубокое проплавление свариваемых кромок. Сварка по данному способу выполняется на всю глубину за один проход. Изобретение в основном применяется для сварки трубопроводов.

Недостатком способа является низкое качество сварного шва, поскольку описанное в способе лазерно-дуговое воздействие характеризуется высокими скоростями сварки и охлаждения, вызывающими образование мартенситной структуры металла шва. В результате, данный способ не обеспечивает требуемые механические свойства металла шва при сварке новых высокопрочных трубных сталей.

Известен способ сварки стыков прямошовных стальных труб, выбранный за прототип [заявка JP № 2007283356]. Способ сварки реализуют, выполняя Х-образную разделку, угол разделки с внешней стороны составляет от 20 до 40 градусов. Внешний шов Х-образной разделки сваривают, используя лазерно-дуговую сварку плавящимся электродом, а именно комбинацию электрической дуги в защитном газе и лазера с выходной мощностью от 1 до 20 кВт. После этого внутренний шов сваривается за один проход электрической дугой.

Недостатком способа является невозможность обеспечения требуемых механических свойств, т.е. низкое качество сварного соединения при сварке труб с повышенной толщиной стенки.

Задачей настоящего изобретения является повышение прочности и качество сварного шва соединения труб с повышенной толщиной стенки.

Предлагается способ сварки стыков прямошовных сварных труб из сталей повышенной прочности, включающий выполнение Х-образной разделки, затем проводят лазерно-дуговую сварку плавящимся электродом в импульсно-периодическом режиме внешнего шва Х-образной разделки, причем частота пульсаций дуги совпадает с частотой лазерных импульсов и составляет 380-420 Гц. После чего выполняют сварку внутреннего шва за один проход электрической дугой в защитном газе или под слоем флюса. При сварке в импульсно-периодическом режиме работает как лазер, так и дуговой источник питания. Одновременное применение импульсно-периодического режима лазера и дугового источника способствует организации капельного переноса присадочного материала — плавящегося электрода в сварочную ванну. Частота импульсов определяется временем образования капли на торце плавящегося электрода. Применение импульсно-периодического режима, определяющего наряду с химическим составом металла шва характер кристаллизации, позволяет получить мелкодисперсную структуру металла шва и способствует росту его предела прочности и ударной вязкости, что повышает прочность и качество сварного шва.

В качестве присадочного материала используется металлопорошковая проволока, химический состав которой обеспечивает требуемый химический состав металла шва.

Способ опробован на сварке стыков прямошовных труб из сталей повышенной прочности 10Г2ФБЮ толщиной s=22 мм. Первоначально выполняли Х-образную разделку, где o=20°, i=60°, do=14 мм, df =4 мм, di=4 мм. (Фиг.1)

Лазерно-дуговую сварку проводили на волоконном лазере ЛС-15 с использованием импульсного сварочного дугового источника питания EWM Phoenix 500 Expert Plus. Лазерно-дуговую сварку плавящимся электродом выполняли при средней мощности лазерного излучения 12,5 кВт.

Частота повторения импульсов составляла 380-420 Гц. В качестве плавящегося электрода использовали металлопорошковую проволоку POWER BRIDGE 60М (ТУ 1274-021-11143754-2005) диаметром 1,2 мм, при скорости подачи проволоки 15 м/мин, токе дуги 250-280 А, напряжении 27,5 В, скорости сварки 1,5 м/мин, защитном газе — 75%CO2+25%Ar. Получили сварной шов глубиной 14 мм. (Фиг.2). Затем осуществляли автоматическую дуговую сварку внутреннего шва по известной технологии автоматической сварки в защитных газах металлопорошковой проволокой POWER BRIDGE 60М диаметром 1,2 мм при скорости подачи проволоки 9 м/мин, токе дуги 290А, напряжении 24 В, скорости сварки 0,4 м/мин, защитном газе — 75%CO 2+25%Ar. Аналогичный результат будет получен при автоматической дуговой сварке под слоем флюса.

Макрошлиф одностороннего сварного соединения, выполненного при мощности лазерного излучения 12,5 кВт и использовании металлопорошковой проволоки POWER BRIDGE 60М диаметром 1,2 мм (Фиг.2).

Для анализа равномерности заполнения наплавленным металлом центральной части сварного соединения стыков прямошовных труб, на установке микрорентгеноспектрального анализа выполнен анализ содержания легирующих элементов, содержащихся в сварочной металлопорошковой проволоке. Результаты анализа металла лазерно-дугового шва в трех точках, а также типовой состав наплавленного металла при дуговой наплавке приведены в таблице 1.

способ многослойной сварки труб

Изобретение относится к способу сварки труб большого диаметра, в частности к сварке сформованных цилиндрических заготовок для улучшения эксплуатационных характеристик труб и повышения производительности сварки. Техническим результатом изобретения является повышение процесса изготовления труб, снижение погонной энергии сварки, уменьшение зоны термического влияния на основной металл, повышение механических свойств металла шва и околошовной зоны, уменьшение уровня остаточных напряжений, улучшение геометрии трубы и формы шва. Технический результат достигается введением дополнительной операции — наложением рабочего корневого шва минимальной ширины и с максимальным проплавлением притупления кромок. При выполнении рабочего корневого шва полностью переваривают сваренный до него технологический шов. После этого накладывают рабочие внутренний и наружный швы, перекрывающие корневой шов с обеих сторон. 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2511191

Изобретение относится к производству сварных труб большого диаметра, а именно к сварке сформованных цилиндрических заготовок.

Существующими нормативными документами (СНиП 2.05.06-85, раздел 8, «Расчет трубопроводов на прочность и устойчивость»; Технические условия API 5L, 44 издание, октябрь 2007 г., пункт 8.4.; Международный стандарт ISO 3183, пункт 8.4.) предусмотрена так называемая трехслойная сварка труб, которая состоит из следующих операций:

— сварка технологического шва в сборочносварочном стане, где производится стыковка кромок заготовки и наложение прихваточного шва по всей длине трубы с целью их фиксации и предотвращения их перемещения друг относительно друга при последующих сварочных операциях во избежание образования «горячих трещин»;

— сварка первого рабочего шва (как правило, на внутренних станах), при которой стенка заготовки проплавляется примерно наполовину и заполняется разделка кромок с той стороны, где производится сварка;

— сварка второго рабочего шва с противоположной стороны стенки трубы, при этом шов должен перекрыть первый рабочий, как минимум, на несколько миллиметров и заполнить соответствующую разделку. Технологический шов должен полностью переплавиться рабочими.

При существующей технологии, особенно на толстых, более 25 мм, стенках трубы для того, чтобы проплавить их на всю глубину, требуется большая погонная энергия, количество дуг, работающих на одну сварочную ванну, возрастает до пяти, скорость сварки приходится уменьшать, иногда она выполняется в несколько проходов, что уменьшает производительность.

Но, самое главное, значительная погонная энергия вызывает расширение зоны термического влияния, где ухудшаются структура и механические свойства основного металла в околошовной области. Кроме того, увеличивается влияние термодеформационных процессов, изменяющих геометрию трубы и увеличивающих уровень остаточных напряжений. Все это негативно сказывается на работоспособности трубы, как конструкционного элемента.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение производительности процесса изготовления труб, снижение погонной энергии сварки, уменьшение зоны термического влияния, повышение механических свойств металла шва и околошовной зоны, уменьшение уровня остаточных напряжений, улучшение геометрии трубы и формы шва.

Технический результат достигается тем, что в способе многослойной сварки труб большого диаметра, в котором после стыковки кромок накладывают технологический (прихваточный) шов, затем накладывают внутренний шов и наружный швы, согласно изобретению, после сварки технологического (прихваточного) шва накладывают основной рабочий шов, который полностью переваривает технологический (прихваточный) шов, максимально глубоко проплавляя притупление кромок, а затем с минимальной погонной энергией накладывают внутренний и наружный швы, которые термообрабатывают основной рабочий шов и заполняют разделку кромок, окончательно формируя поверхность шва трубной заготовки.

Основной рабочий шов варится лазерной или гибридной (сочетающей лазерную и дуговую в среде защитного газа) сваркой и может производиться на том же сборочносварочном стане, что и технологический.

Высокая концентрация излучения, присущая лазерной сварке (10 10 -10 12 Вт/см 2 ), обеспечивает минимальную ширину шва, исчисляемую единицами миллиметров и глубину проплавления до 20 мм. Это обуславливает, как минимум, на порядок снижение погонной энергии сварки и уменьшение зоны термического влияния более чем в 2 раза и, как следствие — минимальные термическую деформацию околошовной зоны и уровень остаточных напряжений, стабильность механических свойств за счет уменьшения разупрочнения основного металла.

Внутренний и наружный швы, перекрывающие основной рабочий шов, варятся дуговой сваркой, на уменьшенную глубину, по сравнению с прототипом, поэтому не требуют увеличенной погонной энергии. Кроме того, при наложении внутреннего и наружного шва происходит термическая нормализация металла основного шва и формируются поверхности шва с обеих сторон, характеризующиеся уменьшенной шириной и усилением, что снижает механическую концентрацию напряжений на границах перехода к основному металлу трубы.

Способ осуществляется следующим образом (рис.1): после формовки трубной заготовки и стыковки кромок накладывают первый прихваточный шов дуговой сваркой, фиксируя кромки относительно друг друга, затем с применением лазерной сварки накладывают основной рабочий шов, полностью переваривая прихваточный шов, проплавляя ширину кромок, но, не заполняя разделку кромок, после чего с помощью дуговой сварки накладывают внутренний шов, заполняющий разделку кромок внутри трубы, и наружный шов, заполняющий разделку кромок снаружи трубы.

Предлагаемый способ позволяет значительно уменьшить погонную энергию при сварке толстостенных труб, повысить механические свойства металла шва и околошовной зоны и избежать возможности появления горячих трещин за счет предварительной операции наложения технологического шва.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ многослойной сварки труб большого диаметра, включающий стыковку кромок, наложение прихваточного шва, наложение внутреннего шва и наружного шва, отличающийся тем, что сварку прихваточного шва выполняют дуговой сваркой, после чего лазерной или гибридной лазернодуговой сваркой накладывают основной рабочий шов с переплавлением прихваточного шва и проплавлением притупления кромок на глубину до 20 мм, а затем дуговой сваркой накладывают внутренний и наружный швы для заполнения разделки.

Способ лазерной сварки металлов

Владельцы патента RU 2269401:

Изобретение относится к способам импульсной лазерной сварки металлов и может быть использовано для точечной и шовной сварки черных и цветных металлов, обладающих высокой окислительной активностью без добавления присадочного материала. Сварку осуществляют лазерным импульсом сложной формы. При воздействии переднего крутого фронта импульса происходит нагрев тугоплавкой окисной пленки до температур ее испарения. Лазерный импульс достигает своего пика (P1) по величине плотности мощности за время τ1. Полное испарение окисной пленки с поверхности свариваемого металла происходит за время τ1÷τ2. Задний фронт импульса имеет несколько плавно ниспадающих и платообразных участков. На участке τ2÷τ3 происходит разогрев металла до температуры плавления. Часть энергии тратится на отражение, наблюдается плавление металла и проплавление его по толщине при плотности мощности Р3 за время τ3÷τ4. Дальнейшее снижение плотности мощности ведет к охлаждению, снижению температуры ниже температуры плавления, кристаллизации сваренного металла. Плавное снижение плотности мощности за время τ4÷τ5 и ее поддержание с плотностью P5 за время τ5÷τ6 обеспечивает процесс термообработки, обеспечивающий снижение числа дефектов до допустимого уровня или их ликвидацию. Технический результат изобретения заключается в повышении качества и увеличении производительности сварки. 5 ил.

Изобретение относится к лазерной сварке материалов, а конкретно к способам импульсной лазерной сварки металлов, и может быть использовано для точечной и шовной сварки черных и цветных металлов, обладающих высокой окислительной активностью (алюминия, титана, магния и др.) без добавления присадочного материала.

Известен способ лазерной сварки алюминия, включающий удаление окисной пленки с поверхности металла, защиту поверхности в атмосфере инертного газа, плавление металла в зоне сварки в месте соединения частей изделия сфокусированным лучом лазера [1]. В известном способе используется излучение непрерывного СО2-лазера, что обуславливает высокие энергетические затраты на сварку. Необходимость предварительного травления, зачистки поверхностей свариваемых частей изделия с использованием гелиевой атмосферы обуславливает высокую стоимость и низкую производительность сварки.

Известен способ лазерной сварки металлов, заключающийся в локальном плавлении металла в зоне сварки по меньшей мере одним импульсом сфокусированного лазерного излучения [2]. В известном способе используют импульс трапецеидальной или треугольной формы с относительно крутым передним и пологим задним фронтом, плотность энергии которого обеспечивает плавление металла свариваемых частей, глубина проплавления увеличивается с увеличением длительности импульса. Однако применение известного способа для сварки металлов с высокой окислительной активностью, имеющих прочные тугоплавкие пленки окислов, не обеспечивает высокого качества сварки без предварительного удаления окисной пленки и использования защитной атмосферы. Необходимость предварительного удаления окисной пленки снижает производительность сварки.

Наиболее близким к заявляемому является способ лазерной сварки металлов, заключающийся в том, что локально плавят металл в зоне сварки по меньшей мере одним импульсом сложной формы сфокусированного лазерного излучения [3]. В известном способе сварки используется импульс сложной формы с двумя пиками, при этом первоначальный пик с более низкой плотностью мощности обеспечивает нагрев металла до температуры плавления и повышение коэффициента поглощения металла, благодаря чему увеличение плотности мощности на переднем фронте второго пика обеспечивает более высокую глубину проплавления. Однако известный способ не позволяет получить высокое качество сварки изделий из металлов, обладающих высокой окислительной активностью и имеющих тугоплавкие окисные пленки, так как энергии лазерного импульса оказывается недостаточно для удаления окисной пленки. Сварка с использованием импульса указанной формы возможна лишь в защитной инертной атмосфере и при условии удаления окисной пленки со свариваемых участков поверхности деталей. Необходимость предварительного удаления пленки уменьшает производительность процесса.

Предлагаемое изобретение решает задачу лазерной сварки металлов. Технический результат изобретения заключается в повышении качества и увеличении производительности сварки.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в способе лазерной сварки металлов, заключающемся в том, что локально плавят металл в зоне сварки по меньшей мере одним импульсом сложной формы сфокусированного лазерного излучения, дополнительно перед плавлением испаряют тугоплавкие и окисные пленки с поверхности металла, а после плавления металл подвергают термообработке при температурах ниже температуры плавления, причем испарение, плавление и термообработку осуществляют импульсом сложной формы, имеющим крутой передний фронт, достигающий максимального значения, соответствующего плотности мощности, необходимой для испарения пленок, и плавно ниспадающий задний фронт, содержащий два платообразных участка, верхний из которых имеет плотности мощности, обеспечивающие плавление материала, а нижний соответствует плотностям, необходимым для поддержания температуры термообработки.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена характерная для металлов временная форма сварочного лазерного импульса (зависимость плотности мощности лазерного излучения от времени). На фиг.2 изображены формы сварочных импульсов (зависимости плотности мощности лазерного излучения от времени), используемых для сварки алюминия (кривая 1) и алюминиевого сплава АК-8 (кривая 2), на фиг.3 — временные формы лазерных импульсов (зависимости плотности мощности лазерного излучения от времени) для сварки титана (кривая 1) и титанового сплава ВТ-1 (кривая 2), на фиг.4 — временная форма импульса (зависимость плотности мощности лазерного излучения от времени) — для сварки стали марки СТ3. На фиг.5 изображена форма сварочного импульса (зависимость плотности мощности лазерного излучения от времени), используемого для сварки алюминиевого сплава АК-8 согласно прототипу.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что впервые экспериментально обнаружена энергетическая форма лазерного импульса, характерная для черных и цветных металлов, использование которой позволяет обеспечить качественную сварку металлов, имеющих на своей поверхности тугоплавкие пленки (окисные, нитридные и т.п.) и высокую производительность сварки.

Согласно предлагаемому изобретению точечная сварка металла, содержащего тугоплавкие и окисные пленки, обеспечивается одним лазерным импульсом, характерная форма которого изображена на фиг.1. При воздействии переднего крутого фронта импульса происходит нагрев тугоплавкой окисной пленки до температур ее испарения, при этом лазерный импульс достигает своего пика (Р1) по величине плотности мощности за время τ1, причем значения максимальных плотностей мощности таковы, что обеспечивают полное испарение окисной пленки с поверхности свариваемого металла за время τ1÷τ2. Задний фронт импульса имеет несколько плавно ниспадающих и платообразных участков по плотности мощности. На участке τ2÷τ3 происходит преимущественный разогрев металла до температуры плавления, причем часть энергии тратится на отражение, наблюдается плавление металла и проплавление его по толщине при плотности мощности Р3 за время τ3÷τ4 (верхний платообразный участок). Дальнейшее снижение плотности мощности ведет к охлаждению, снижению температуры ниже температуры плавления, кристаллизации сваренного металла. В случае резкого снижения плотности мощности (пунктирный участок кривой) температура в зоне сварки резко уменьшается, что приводит к образованию многочисленных пор и трещин. Плавное снижение плотности мощности за время τ4÷τ5 и ее поддержание (нижний платообразный участок с плотностью P5 и время τ5÷τ6) обеспечивают процесс термообработки (отжиг, нормализация и.п.), обеспечивающий снижение числа дефектов до допустимого уровня или их ликвидацию. В силу этого обеспечивается высокое качество точечной сварки. Число импульсов сварки определяется числом необходимых точек соединения.

Применение указанной закономерности изменения лазерного импульса для шовной сварки, как показали испытания, также обеспечивает повторение вышеописанных явлений (испарение, локальное плавление, термообработка) и высокое качество сварного шва. Легко видеть (а это подтверждено экспериментально), что при сварке согласно изобретению не требуется удаления тугоплавкой, окисной пленки, что позволяет исключить подготовительные операции по подготовке поверхности и удалению пленки, уменьшить в ряде случаев требования к защитной атмосфере (или вовсе исключить ее), что позволяет повысить производительность сварочных работ.

Следует иметь в виду (см. фиг.1÷4), что форма импульса согласно изобретению сохраняет свое подобие при сварке любых металлов, при этом конкретные значения плотностей мощности импульса и длительностей участков импульса выбираются для каждого металла индивидуально.

При импульсной шовной сварке указанные закономерности воздействий и преимущества предлагаемого способа сохраняются.

Способ осуществляют следующим образом. Свариваемые участки деталей соединяют встык или внахлестку, затем воздействуют на заданную область сварки импульсом сфокусированного лазерного излучения. При сварке встык происходят последовательное испарение окисной пленки с поверхностей участков свариваемых деталей, расплавление участков металла, а затем поддержание температуры и плавное его охлаждение на втором пологом ниспадающем участке лазерного импульса. При сварке внахлестку лазерное излучение предварительно ориентируют под острым углом на торец свариваемых деталей, что обеспечивает удаление окисных пленок в зоне сварки на обоих соединяемых участках деталей. Далее процесс воздействия лазерного импульса аналогичен вышеизложенному. При шовной сварке импульсы последовательно накладывают друг на друга вдоль линии сварки с коэффициентом перекрытия 0,2÷0,3. Для сварки металлов, активно образующих тугоплавкие окисные пленки (алюминий, титан, магний и т.п.), в зону сварки подают инертный газ. При сварке черных металлов защитная атмосфера может не применяться.

Для сварки используют технологические сварочные установки, содержащие твердотельный лазер, работающий в импульсном режиме, фокусирующую систему, систему наблюдения, координатную систему для крепления и ориентации деталей, устройство для подачи инертного газа в зону сварки. Для получения импульса сложной формы согласно изобретению используют источник питания с программируемой формой и длительностью импульса тока. Форма импульса генерации лазера соответствует форме импульса тока разряда ламп накачки, в свою очередь соответствующих форме импульса тока источника питания.

Примеры осуществления способа

Экспериментальные исследования процесса сварки металлов проводились на лазерной технологической установке со следующими характеристиками:

— длина волны излучения, мкм — 1,06

— энергия импульса, Дж — 2÷12

— длительность импульса по уровню отсчета 0,1 мс — 0,3÷8

— диаметр сфокусированного пятна, мм — 0,2÷1,2

— частота следования импульса, Гц — 1÷20

— фокусное расстояние объектива, мм — 100

— расходимость, мрад — 17.

Пример 1. Точечная сварка алюминия

Для сварки использовали детали толщиной 2 мм. Сварку осуществляли встык, в качестве источника излучения использовали лазер с управляемой формой и длительностью импульса с плотностями мощности: для испарения Р1=1,5*10 8 Вт/см 2 , для плавления Р3=1,3*10 6 Вт/см 2 , а для термообработки Р5=1,2*10 3 Вт/см 2 . Излучение лазера фокусировалось в пятно размером 0,5 мм. Форма импульса генерации лазера соответствует представленной на фиг.2 (кривая 1), сварку осуществляли в среде аргона, расход аргона 5 л/мин.

Качество сварных швов оценивалось по результатам исследования структуры микрошлифов. Для контроля качества сварного соединения изготавливался микрошлиф с последующим фотографированием, производилась визуальная оценка качества. Дефекты типа пор и трещин отсутствовали.

Пример 2. Шовная сварка алюминия

Пример осуществляли аналогично примеру 1, при этом форма импульса сварки соответствовала фиг.2 (кривая 1), коэффициент перекрытия при этом составлял 0,2-0,3.

Качество сварного шва оценивалось так же, как и в примере 1, трещины и поры отсутствовали.

Пример 3. Шовная сварка алюминиевого сплава АК-8

Пример аналогичен примеру 2. Отличие состояло в том, что форма и параметры лазерного импульса соответствовали фиг.2 (кривая 2). Коэффициент перекрытия сварных пятен составлял 0,2-0,5. Плотности мощности лазерного импульса излучения составляли: для испарения окисной пленки P1=2,0*10 8 Вт/см 2 , для плавления Р3=2,5*10 6 Вт/см 2 , а для термообработки Р5=1,5*10 3 Вт/см 2 .

Основными характеристиками лазерного импульса для сварки алюминиевых сплавов АК-8 также являлись (см. фиг.2):

— длительность импульса по уровню 0,1 от рmax — 6 мс;

— длительность переднего фронта нарастания импульса, разрушающего оксидную пленку, — 0,8 мс;

— длительность импульса, обеспечивающего плавление, — 2 мс;

— длительность импульса, характеризующая термообработку материала, имеет более пологую форму — 3,2 мс.

Для определения качества сварного шва изготавливался микрошлиф и производилась количественная оценка на наличие пор и трещин в зоне обработки. Трещины и поры не выявлены. Капиллярный метод неразрушающего контроля сварного шва изделия из алюминиевого сплава АК-8 также подтвердил отсутствие трещин.

Пример 4. Шовная сварка титана

Пример осуществляли аналогично примеру 1. Отличия состояли в том, что для сварки использовали титан, при этом форма импульса сварки соответствовала фиг.3 (кривая 1), и осуществляли шовную сварку с коэффициентом перекрытия 0,2-0,3. Плотности мощности лазерного импульса составляли: для испарения окисной пленки Р1=3,0*10 8 Вт/см 2 , для плавления Р3=1,0*10 7 Вт/см 2 , а для термообработки Р5=0,5*10 4 Вт/см 2 .

Контроль качества аналогичен примеру 3. Трещины и поры не выявлены.

Пример 5. Шовная сварка титанового сплава ВТ-1

Сварка проводилась аналогично примеру 4. Коэффициент перекрытия при этом составлял 0,3. Для сварки использовали лазерные импульсы, форма и параметры которых приведены на фиг.3 (кривая 2). Плотности мощности лазерного импульса составляли: для испарения окисной пленки P1=5*10 8 Вт/см 2 , для плавления Р3=1,5*10 7 Вт/см 2 , для термообработки материала P5=1*10 4 Вт/см 2 .

Основными характеристиками лазерного импульса для сварки титановых сплавов ВТ-1 также являлись (см. фиг.3):

— длительность импульса по уровню 0,1 от рmax — 4,5 мс;

— длительность переднего фронта нарастания импульса, разрушающего тугоплавкие пленки, — 0,7 мс;

— длительность импульса, обеспечивающего плавление, — 2 мс;

— длительность импульса, характеризующая остывание материала, имеет более пологую форму — 1,8 мс.

Для контроля качества сварного соединения изготавливался микрошлиф с последующим фотографированием, производилась визуальная оценка качества. Трещины и поры в сварном шве не обнаружены.

Данные рентгеноконтроля и результаты испытаний при давлении 340 кг/см 2 подтвердили отсутствие трещин и пор в сварном шве.

Пример 6. Точечная сварка низкоуглеродистой стали.

Низкоуглеродистую сталь СТ3 сваривали на воздухе без защитной среды. Форма импульса и его параметры соответствовали фиг.4. Плотности мощности лазерного импульса составляли: для испарения окисной пленки Р1=2,5*10 5 Вт/см 2 , для плавления Р3=8,2*10 4 Вт/см 2 , для термообработки материала P5=0,5*10 4 Вт/см 2 .

Контроль качества аналогичен примеру 1. Сварное соединение не имело трещин и пор.

Пример 7. Точечная сварка алюминиевого сплава по прототипу

Осуществляли точечную сварку алюминиевого сплава АК-8. Для сварки использовали детали толщины 2 мм. Сварку осуществляли встык, в качестве источника излучения использовали лазер с управляемой формой и длительностью импульса. Форма сварного лазерного импульса и его параметры приведены на фиг.5. При этом плотность мощности лазерного импульса в первом пике (см. фиг.5) была 0,5*10 5 Вт/см 2 , во втором пике — 1,5*10 6 Вт/см 2 Излучение лазера фокусировалось в пятно размером 0,5 мм. Сварку осуществляли в среде аргона, расход аргона 5 л/мин. Сварку осуществляли двумя способами:

а) без предварительной обработки поверхности и удаления окисной пленки;

б) с удалением окисной пленки в защитной атмосфере. Контроль качества осуществляли визуально с использованием микрошлифов.

Результаты испытаний показали, что:

в случае сварки по способу а) сварного соединения не возникло и проплавления металла не произошло;

в случае сварки по способу б) образовалось сварное соединение. В сварном соединении выявлены в среднем 6 микротрещин и 3 микропоры, что свидетельствует о недостаточно качественном сварном соединении.

Исследования микроструктуры и свойств сварного шва в примерах 1-7 проводились с помощью светового микроскопа «Unimet» при увеличении 50 Х , 100 Х .

1. А.Г.Григорьянц, И.Н.Шиганов. Лазерная сварка металлов. — М.: «Высшая школа», 1988, с.173-177.

2. Лазеры в технологии./Под ред. М.Ф.Стельмаха. — М.: «Энергия», 1975, с.90.

3. Патент, Япония №52-32854, н. кл. 12 В 4, МПК В 23 К 26/00, 1977 (прототип).

Способ лазерной сварки металлов, заключающийся в том, что локально плавят металл в зоне сварки по меньшей мере одним импульсом сложной формы сфокусированного лазерного излучения, отличающийся тем, что дополнительно перед плавлением испаряют тугоплавкие и окисные пленки с поверхности металла, а после плавления металл подвергают термообработке при температурах ниже температуры плавления, причем испарение, плавление и термообработку осуществляют импульсом сложной формы, имеющим крутой передний фронт, достигающий максимального значения, соответствующего плотности мощности, необходимой для испарения пленок, и плавно ниспадающий задний фронт, содержащий два платообразных участка, верхний из которых имеет плотность мощности, обеспечивающую плавление материала, а нижний соответствует плотности мощности, необходимой для поддержания заданной температуры термообработки.

Еще по теме:

  • Страховка машина белоруссия ЗЕЛЕНАЯ КАРТА СТОИМОСТЬ На всей территории России установлена единая стоимость страхования в рамках международной системы страхования "Зеленая карта". Тарифы утверждаются Российским бюро "Зеленая карта" и согласовываются с Министерством финансов России. Стоимость полиса "Зеленая […]
  • Пленум верховного суда 2012 года Постановление Пленума Верховного Суда РФ от 27 сентября 2012 г. N 19 "О применении судами законодательства о необходимой обороне и причинении вреда при задержании лица, совершившего преступление" Постановление Пленума Верховного Суда РФ от 27 сентября 2012 г. N 19"О применении судами […]
  • Приказ 45 о порядке рассмотрения обращений граждан Приказ Генеральной прокуратуры РФ от 7 марта 2018 г. N 125 “О внесении изменений в Инструкцию о порядке рассмотрения обращений и приема граждан в органах прокуратуры Российской Федерации, утвержденную приказом Генерального прокурора Российской Федерации от 30.01.2013 N 45” В связи с […]
  • Гонорар адвоката москва За "гонорар успеха" в 628 000 руб. московский адвокат получил предупреждение Испугавшись уголовного преследования, бизнесмен посулил адвокату Александру Новикову, помимо аванса в 200 000 руб., еще и 628 000 руб. за прекращение дела, но через два месяца "уволил" его по телефону — то ли […]
  • Правила поведения для школьников во время каникул Правила поведения для школьников во время каникул Правила поведения на каникулах Правила поведения во время осенних каникул 1. В общественных местах будь вежливым и внимательным к детям и взрослым, соблюдай нормы морали и этики. 2. Будь внимательным и осторожным на проезжей части […]
  • Адвокат кириллов николай Следствие требует заключить фигурантку дела Синичкина под стражу 24 июля 2013, 13:11 В эти минуты в Волжском районном суде рассматривается ходатайство следственных органов о заключении под стражу и.о. замглавы администрации Саратовского района Натальи Федосовой. 47-летняя […]
  • Ищу работу семейная пара с проживанием москва Ищу семейную пару Ищу семейную пару в Москве Ищу семейную пару в загородный дом с проживанием.Требуется семейная пара в Москве Вас приветствует одно из старейших агентств подбора домашнего персонала в Москве, Леконс. Мы осуществляем подбор семейных пар, помощников по хозяйству, […]
  • Определение земли государственная собственность на которые не разграничена Разграничение государственной собственности на землю Автор: Алена Пшеничникова, руководитель Правового департамента Консалтинговой группы "Партнер" Опубликовано: журнал "Стройэксперт", декабрь 2007 года Разграничение государственной собственности на землю – это сложный и длительный […]