Лазерный мир

А.Игнатов // ФОТОНИКА 3/2009, с: 22-24

Продолжаем публикацию результатов исследований лазерной сварки сталей различных классов. Во второй части приведены данные механических испытаний сварных соединений.

Часть 1   Часть 2   Часть 3

Локальность воздействия лазерного излучения при сварке сталей разных классов определяет особые свойства сварных соединений. Анализируя результаты металлографических и механических исследований соединений, выполненных при разных условиях, можно обнаружить, что химический состав (табл.1) сварных швов по сравнению с основным металлом практически не изменяется, а прочностные свойства (табл.2) выше или на уровне свойств основного металла (при статических нагрузках).
Измерения твердости зон сварного соединения (рис.18) проводили при температуре 20°С, без термообработки сварных соединений, по методу Роквелла, при нагрузке 10 кГс, с шагом 0,5 мм, выполняя 3–5 параллельных линий через 2–3 мм. На рис.19, 20 показаны результаты замеров твердости по Виккерсу на сварных соединениях. Высокая прочность зон сварного соединения объясняется высокой скоростью сварки и, соответственно, высокими скоростями кристаллизации металла сварочной ванны, в результате чего возникает мелкозернистая, мелкодисперсная структура. Образование такой структуры объясняет повышенную коррозионную стойкость швов. Высокий положительный результат показали образцы из коррозионно-стойкой высоколегированной стали 08Х18Н10Т (рис.21) при проверке на межкристаллитную коррозию (МКК). Поэтому некоторые зарубежные исследователи используют лазерную обработку для придания антикоррозионной стойкости изделиям и сварным швам.
Испытаниями на разрыв (рис.22, 23) и ударную вязкость (рис.24.) (ГОСТ 6996-66), а так же на статический изгиб определяли прочностные и пластические свойства сварных соединений. Разрушение образцов происходило по основному металлу (ЗТВ НТ). Результаты испытаний показали высокие прочностные и пластические свойства сварных соединений, часто превосходящие результаты испытаний сварных соединений, выполненных традиционными способами сварки. Исключением была сталь 08Х18Н10Т, когда до 30% образцов при испытании на статическое растяжение и ударный изгиб, разрушались по сварному шву (рис.23). Определенное влияние режимов сварки на проч­ностные свойства сварных швов было отмечено и для стали марки 12ХН4МДА. Наличие пор в шве понизило прочностные свойства только при сварке сталей марок 08Х18Н10Т и 12ХН4МДА.
На стали марки 09Г2С разрушение ударного образца с острым надрезом (по Шарпи) происходило в обход, по основному металлу (ЗТВ НТ) (рис.24) даже при наличии крупного дефекта в шве. На образце стали 10ГН2МФА самой слабой зоной сварного соединения оказалась зона синеломкости (ЗТВ НТ), именно здесь происходило разрушение всех испытанных на этой стали образцов. По ЗТВ ВТ ни один из образцов рассматриваемых сталей не был разрушен. Связано это, прежде всего с тем, что высокотемпературная зона термического влияния имела мелкозернистую, мелкодисперсную структуру.

Полное содержание статьи: http://www.photonics.su/files/article_pdf/2/article_2558_118.pdf