Автоматичне зварювання, 2023, №07



2023 №07 (02)

DOI of Article 10.37434/as2023.07.03

2023 №07 (04)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 7, 2023, с. 25-30

Застосування технологій лазерного зварювання та наплавлення для ремонту і виготовлення тонкостінних зварних з’єднань високолегованих сталей

А.В. Бернацький, О.В. Сіора, В.І. Бондарєва, Н.О. Шамсутдінова, Ю.В. Юрченко

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Тонкостінні зварні з’єднання корозійностійких високолегованих сталей використовуються у різних галузях промисловості для виготовлення відповідальних конструкцій. Тенденція до зменшення ваги виробів з метою економії витрат та збереження енергоресурсів, надає актуальності пошуку способів вирішення задачі зварювання таких з’єднань, у тому числі за допомогою концентрованих джерел енергії, таких як лазерне випромінювання. Застосування лазерних технологій при зварюванні тонкостінних з’єднань з високолегованих сталей може бути використаним не тільки на стадії виготовлення, але й на стадії ремонту. Висока вартість обробки таких матеріалів зумовлює актуальність проблеми пошуку шляхів уникнення утворення дефектів у таких зварних з’єднаннях. Водночас актуальним є завдання розробки технологій ремонту тонкостінних зварних з’єднань, виконаних з високолегованих сталей. Саме вирішенню цього завдання шляхом застосування технологій лазерного зварювання та наплавлення присвячена дана стаття. За результатами візуального, радіографічного контролю, металографічних досліджень виконана оцінка параметрів тонкостінних таврових зварних з’єднань сталі AISI 321, а саме: геометрії, лускатості, наявності кратерів, пор, їх кількості, розмірів, взаємного положення та інших параметрів, що передбачені стандартом ДСТУ EN ISO 13919-1:2015. Аналіз одержаних даних дозволив встановити наявність окремих дефектів зварних таврових з’єднань у вигляді одиночних пор, ланцюгу пор, несплавлення, заниження шва, непроварів, усадочних раковин та раковин в кратері, підрізів, перевищення випуклості. Розроблено методику їх усунення та запобігання їх утворенню. Встановлено, що тонкостінні таврові зварні з’єднання сталі AISI 321 після ремонту за запропонованою методикою мають механічні характеристики на рівні бездефектних зварних з’єднань і становлять 670…717 МПа. Це дозволяє рекомендувати запропоновану методику для виконання операції ремонту таких зʼєднань при усуненні дефектів у вигляді прожогів. Бібліогр. 12, табл. 2, рис. 11.
Ключові слова: лазерне зварювання, високолеговані сталі, таврові зварні з’єднання, ремонт, методики усунення дефектів, відповідальні конструкції


Надійшла до редакції 21.06.2023

Список літератури

1. Soltani, H. M., Tayebi, M. (2018) Comparative study of AISI 304L to AISI 316L stainless steels joints by TIG and Nd: YAG laser welding. Journal of Alloys and Compounds, 767, 112–121. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.06.302
2. Ramakrishna R, V.S.M., Amrutha, P.H.S.L.R., Rahman Rashid, R.A., Palanisamy, S. (2020) Narrow gap laser welding (NGLW) of structural steels – a technological review and future research recommendations. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 111, 2277–2300. https://doi.org/10.1007/s00170-020-06230-9
3. Khokhlov, M., Bernatskyi, A., Berdnikova, O. et al. (2022) Optimization of T-Joints laser robotic welding procedure parameters from AISI 321 stainless steel. In: Arsenyeva, O., Romanova, T., Sukhonos, M., Tsegelnyk, Y. (Eds.) Smart Technologies in Urban Engineering: Proceedings of STUE-2022 (pp. 513–524). Cham: Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-031-20141-7_47
4. Khaskin, V.Yu., Korzhyk, V.M., Dong, C., Illyashenko, E.V. (2020) Improvement of the effectiveness of laser welding processes by reciprocating movement of the focus. The Paton Welding J., 1, 54–60. https://doi.org/10.37434/ tpwj2020.01.08
5. Bernatskyi, A., Sydorets, V., Berdnikova, O. et al. (2021) Research of technology for repair of heat exchangers of nuclear power plants by laser welding. Solid State Phenomena, 313, 94–105. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ SSP.313.94
6. Bernatskyi, A., Goncharov, P., Sokolovskyi, M. et al. (2023) Spot welded joints of steels produced by electric arc and laser welding in different spatial positions. In: H. Altenbach, et al. (Eds.) Advances in Mechanical and Power Engineering. CAMPE 2021. Lecture Notes in Mechanical Engineering (pp. 198–207). Cham: Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-031-18487-1_20
7. Krivtsun, I.V., Korzhik, V.N., Khaskin, V.Y. et al. (2019) Hybrid laser-microplasma welding of stainless steels. The Paton Welding J., 12, 31–36. https://doi.org/10.15407/ tpwj2019.12.04
8. Wang, L., Gao, X., Kong, F. (2022) Keyhole dynamic status and spatter behavior during welding of stainless steel with adjustable-ring mode laser beam. Journal of Manufacturing Processes, 74, 201–219. https://doi.org/10.1016/j. jmapro.2021.12.011
9. Das Banik, S., Kumar, S., Singh, P. K., Bhattacharya, S. (2023). Influence of weld repair on the residual stresses induced in austenitic stainless steel weld joints. Production Engineering, 17(1), 81–94. https://doi.org/10.1007/s11740-022-01156-5
10. Chen, Z., Sun, W., Huang, Y. et al. (2022) The effect of laser energy density on microstructural evolution and mechanical properties of laser clad 316L stainless steel for repair. Surface and Coatings Technology, 448, 128899. https://doi. org/10.1016/j.surfcoat.2022.128899
11. Zhu, J., Li, L., Li, D. et al. (2022) Microstructural evolution and mechanical properties of laser repaired 12Cr12Mo stainless steel. Materials Science and Engineering: A, 830, 142292. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.142292
12. Sheikhbahaee, H., Mirahmadi, S.J., Pakmanesh, M.R., Asghari, S. (2022) Investigating sensitivity to process parameters in pulsed laser micro-welding of stainless steel foils. Optics & Laser Technology, 148, 107737. https://doi. org/10.1016/j.optlastec.2021.107737

---

Реклама в цьому номері:

---