Структура и механические свойства сварных соединений высокопрочной стали при гибридной лазерно-дуговой сварке

Abstract

RU: Цель. В настоящее время при изготовлении ответственных сварных конструкций из высокопрочных сталей все большее применение находят новые технологии гибридной лазерно-дуговой сварки, которые повышают производительность процесса и обеспечивают прочность и пластичность сварных соединений. Целью настоящей работы было исследование особенностей фазовых и структурных изменений в металле сварных соединений высокопрочной стали, полученных гибридной лазерно-дуговой сваркой и оценка влияния одного из основных технологических параметров –скорости сварки (Vсв) на формирующуюся структуру и механические свойства сварных соединений. Методика. Исследования выполнялись на сварных соединениях высокопрочной стали 14ХГН2МДАФБ. Сварные соединения получали в условиях различных скоростей (Vсв ~ 72…110 м/ч) гибридной лазерно-дуговой сварки. Структурные изменения изучали с помощью комплексного метода исследования, который включает оптическую металлографию, аналитическую растровую и просвечивающую электронную микроскопию. Результаты. На основе информации, полученной на различных структурных уровнях (от зеренного до дислокационного), выполнены аналитические оценки влияния структурных параметров на механические свойства и трещиностойкость сварных соединений. Научная новизна. Установлены оптимальные технологические режимы гибридной лазерно-дуговой сварки высокопрочной стали 14ХГН2МДАФБ, обеспечивающие, с точки зрения формирующейся структуры, высокие показатели механических свойств и трещиностойкость металла сварных соединений. Практическая значимость. Представленные результаты показали перспективность разработки технологических режимов гибридной лазерно-дуговой и решения задач формирования наиболее благоприятной структуры сварных соединений высокопрочной стали с целью обеспечения необходимого комплекса механических свойств и трещиностойкости сварных соединений.

UK: В теперішній час при виготовленні відповідальних зварних конструкцій з високоміцних сталей все більше використання знаходять нові технології гібридного лазерно-дугового зварювання, які підвищують продуктивність процесу та забезпечують міцність і пластичність зварних з’єднань. Метою цієї роботи було дослідження особливостей фазових та структурних змін в металі зварних з’єднань високоміцних сталей, що були отримані гібридним лазерно-дуговим зварюванням, а також оцінка впливу одного з основних технологічних параметрів – швидкості зварювання(Vзв) на структуру, що формується, та механічні властивості зварних з’єднань. Методика. Дослідження виконувались на зварних з’єднаннях високоміцної сталі 14ХГН2МДАФБ. Зварні з’єднання отримали в умовах різних швидкостей (Vзв ~ 72…110 м/г)гібридним лазерно-дуговим зварюванням. Структурні зміни вивчали за допомогою комплексного метода досліджень, який включає оптичну металографію, аналітичну растрову та просвічуючу електрону мікроскопію. Результати. На основі даних, отриманих на різних структурних рівнях (від зеленного до дислокаційного), виконані аналітичні оцінки впливу структурних параметрів на механічні властивості та тріщиностійкість зварних з’єднань. Наукова новизна. Встановлено оптимальні технологічні режими гібридного лазерно-дугового зварювання високоміцної сталі 14ХГН2МДАФБ, що забезпечують, з точку зору структури, що формується, високі показники механічних властивостей та тріщиностійкість металу зварних з’єднань. Практичне значення. Представлені результати показали перспективність розробки технологічних режимів гібридного лазерно-дугового зварювання та вирішення задач формування найбільш сприятливої структури зварнихз’єднань високоміцної сталі з метою забезпечення необхідного комплексу механічних властивостей та тріщиностійкості зварних з’єднань.

EN: Purpose.Nowadays the production of critical welded structures of high-strength steels more and more new technologies are used hybrid laser-arc welding, which increase the productivity of the process and provide the strength and plasticity of welded joints. The aim of this study was to investigate the features of phase and structural changes in the metal of welded joints of high-strength steel obtained by hybrid laser-arc welding and evaluate the effect of one of the main technological parameters -welding speed on a formed structure and mechanical properties of welded joints. Methodology.Studies were carried out on welded joints of high-strength steel 14HGN2MDAFB. Welds were obtained in conditions of diverse speeds (72-110 m / h) of the hybrid laser arc welding. The structural changes were studied using a complex technique of research, which includes optical metallography, analytical scanning and transmission electron microscopy. Findings. On the basis of information obtained at different structural levels (from grain to dislocation) the analytical assessment of the impact of the structural parameters on the mechanical properties and fracture toughness of welds are made. Originality. Optimal technological modes of the hybrid laser-arc welding of high strength steel 14HGN2MDAFB providing, in terms of formed structure, high mechanical properties and fracture toughness of metal welded connections have been established. Practical value. The presented results showed the prospect of the development of technological modes of the hybrid laser-arc and solutions of objectives of formation of the most favourable structure of welded joints of highstrength steel to provide the necessary complex mechanical properties and fracture toughness of welds.