Eng
Ukr
Rus
Триває друк
2020 №01 (02) DOI of Article
10.37434/as2020.01.03
2020 №01 (04)

Автоматичне зварювання 2020 #01
Журнал «Автоматичне зварювання», № 1, 2020, с.15-24

Вплив просторового положення при лазерному зварюванні на рівень якості зварних з’єднань зі сталі AISI 321

А.В. Бернацький, В.Д. Шелягін, О.В. Сіора, В.М. Сидорець, О.М. Берднікова
ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Метою дослідження було встановлення впливу просторового положення при лазерному зварюванні корозійностійкої жароміцної аустенітної сталі AISI 321 на мікроструктуру та рівень якості зварних з’єднань. У пластинах товщиною 3 мм робили провари при різних кутах нахилу до горизонтальної площини. Лазерне зварювання виконували «на підйом» та «на спуск», при неперервному та імпульсному режимах генерації лазерного випромінювання. За результатами візуального, радіографічного контролю та аналізу даних металографічних досліджень виконували оцінку рівня якості одержаних зразків на відповідність вимогам діючих стандартів. При зварюванні «на підйом» та «на спуск» у неперервному режимі генерації лазерного випромінювання, при всіх кутах нахилу, не було виявлено внутрішніх дефектів у вигляді тріщин, пор та включень. Встановлено тенденцію збільшення як кількості, так і розміру пор, при зменшенні кута нахилу від 90 до 0° при зварюванні «на спуск» та «на підйом» в імпульсному режимі генерації лазерного випромінювання. За даними металографічних досліджень у структурі зварних з’єднань, одержаних у різних просторових положеннях у сталі AISI 321 товщиною 3 мм, суттєвих відмінностей не спостерігається. При різних значеннях кута нахилу мікротвердість та розміри кристалітів відрізняються приблизно на 10 %. Натомість форма шва одержаних проварів відрізняється досить суттєво. Вперше одержано залежності показників якості зварних з’єднань зі сталі AISI 321 при лазерному зварюванні для різних просторових положень. Одержані залежності дозволяють визначити тенденції зміни форми та якості зварних з’єднань при зміні просторового положення або технологічних параметрів процесу лазерного зварювання. Бібліогр. 13, табл. 2, рис. 6.
Ключові слова: лазерне зварювання; корозійностійка сталь; жароміцна сталь; аустенітна сталь; технологічні параметри; просторове положення; якість; структура; пористість
Надійшла до редакції 25.10.2019

Список літератури

1. Serdar, M., Meral, C., Kunz, M., Bjegovic, D., Wenk, H. R., Monteiro, P. J. (2015) Spatial distribution of crystalline corrosion products formed during corrosion of stainless steel in concrete. Cement and Concrete Research, 71, 93–105.
2. Vasantharaja, P., Vasudevan, M., Palanichamy, P. (2015) Effect of welding processes on the residual stress and distortion in type 316LN stainless steel weld joints. J. of Manufacturing Processes, 19, 187–193.
3. Chater, J. (2016) What prospects for stainless steel in 2016. Stainl. Steel World, 1(2), 1–5.
4. Kumar, A., DebRoy, T. (2007) Heat transfer and fluid flow during gas-metal-arc fillet welding for various joint configurations and welding positions. Metallurg. and Mater. Transact. A, 38(3), 506–519.
5. Tsai, M. J., Lee, H. W., Ann, N. J. (2011) Machine vision based path planning for a robotic golf club head welding system. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 27(4), 843–849.
6. Лесков Г. И., Живага Л. И. (1980) Формирование швов при электронно-лучевой сварке сталей большой толщины в различных пространственных положениях. Автоматическая сварка, 10, 1–5.
7. Sohail, M., Han, S. W., Na, S. J., Gumenyuk, A., Rethmeier, M. (2015) Numerical investigation of energy input characteristics for high-power fiber laser welding at different positions. The Int. J. Adv. Manuf. Technol., 80(5-8), 931–946.
8. Shelyagin, V., Khaskin, V., Bernatskyi, A., Siora, A., Sydorets, V., Chinakhov, D. (2018) Multipass laser and hybrid laser-arc narrow-gap welding of steel butt joints. Mater. Sci. Forum, 927, 64–71.
9. Kah, P., Lu J., Martikainen, J., Suoranta, R. (2013) Remote laser welding with high power fiber lasers. Engineering, 5(09), 700.
10. Seyffarth, P., Krivtsun, I. (2014) Laser-arc processes and their applications in welding and material treatment. CRC Press.
11. Artinov, A., Bakir, N., Bachmann, M., Gumenyuk, A., Rethmeier, M. (2018) Weld pool shape observation in high power laser beam welding. Procedia CIRP, 74, 683–686.
12. Krivtsun, I., Reisgen, U., Semenov, O., Zabirov, A. (2016) Modeling of weld pool phenomena in tungsten inert gas, CO2-laser and hybrid (TIG+ CO2-laser) welding. J. of Laser Applications, 28(2), 022406.
13. Khaskin,V., Korzhyk, V., Sidorets, V., Peleshenko, S., Dolyanovskaya, O. (2016) The influence of the absorption coefficient of laser radiation on the process of laser-arc welding. American Sci. J., 4, 81–87.
 
>