Лазерный мир

Костина М.В., Ворончук С.Д., Криворотов В.И., Мурадян С.О. // ХХV Международная конференция, сборник научных трудов. МГТУ им. Н.Э. Баумана, Московское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, Международная академия связи, Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина, НИЯУ «МИФИ», Преображенский научный центр РАРАН. 2014, с: 199-202

Исследованы химсостав, микроструктура, твердость и напряженное состояние полученных лазерной сваркой мощными волоконными лазерами сварных соединений аустенитной и мартенситной азотосодержащих сталей.

Описание на английском языке:

Results of laser welding by high-capacity fiber laser of austenitic and martensitic ni-trogen containing steels are represented. Chemical composition, microstructure, hardness and tension state of welded joints are investigated.

При разработке новых конструкционных материалов, в частности, азотосодержащих сталей, одним из важных условий, определяющих возмож-ность их широкого промышленного применения, является изучение и оценка свариваемости.
В настоящее время актуальным является применение лазерной сварки для ответственных конструкций из новых азотосодержащих сталей. Однако публикаций по этой теме явно недостаточно, данные о свойствах сварных соединений таких сталей, полученных лазерной сваркой, практически отсутствуют.
В работе исследовали стыковые сварные соединения (СС) сталей 05Х22АГ15Н8М2Ф (СС-1) и 05Х16Н5АБ (СС-2) (химический состав приведен в таблице 1), выполненные однопроходной лазерной сваркой без присад-ки, с применением мощных иттербиевых волоконных лазеров производства НТО «ИРЭ-Полюс».

Сварку выполняли на образцах листового металлопроката размером 100503 мм. При выборе режимов сварки использовали методику много-факторного эксперимента. Режимы сварки варьировали: мощность P, кВт =
1…6; скорость сварки Vсв, м/мин = 1…7; заглубление фокуса от поверхности Δf, мм = +3…-3.
В качестве защитного газа применяли технически чистый Ar. Расход га-за составлял 10…20 л/мин.
При указанных выше режимах сварки при полном проплавлении визу-ально определяемый размер ширины лицевого шва составил 0,8…1,2 мм; ширины обратного шва 0,3 …0,5 мм; усиление 0,05…0,3 мм. Коэффициент формы шва К=Вср/Н=0,15…0,35, что свидетельствует о хорошем формировании.
Оценивали показатели свариваемости, определяли прочностные харак-теристики и напряженное состояние СС исследуемых сталей. Методика оценки качества лазерных сварных соединений основывалась на выполнении металлографических исследований совместно с измерениями микротвердости (Нμ) и коэрцитивной силы (Нс).
Структура изученных СС представлена на рисунке 1. Полученные СС не содержат сварочных дефектов в виде газовых пор или трещин.

Установлено, что после лазерной сварки напряжения в СС-1 и СС-2 увеличиваются на 8% и 12,6% соответственно, т.е. увеличение напряжений СС из СС-2 выше в 1,5 раза, чем СС-1, что объясняется особенностями фор-мирования микро- и макро- структуры при кристаллизации в условиях лазер-ной сварки.

Заключение.
Исследования показали перспективность метода лазерной сварки иттербиевыми волоконными лазерами производства НТО «ИРЭ-Полюс» для получения качественных сварных соединений листового металлопроката толщи-ной 3 мм аустенитной стали 05Х22АГ15Н8М2Ф с 0,5% N и мартенситной стали 05Х16Н5АБ с 0,13% N.
По разработанной методике с использованием измерений микротвердости и магнитной структуроскопии определены расчетно-аналитическим пу-тем механические характеристики и напряженное состояние лазерных СС. Установлено увеличение внутренних напряжений от исходных значений в ОМ в лазерных СС сталей СС-2 по сравнению с СС-1 в 1,5 раза.

Полное содержание статьи: http://elibrary.ru/item.asp?id=24390906