МІКРОСТРУКТУРА ЗВАРНОГО ШВА ТА ЗОНИ ТЕРМІЧНОГО ВПЛИВУ АРМУВАЛЬНИХ ПРОФІЛІВ З КИПЛЯЧИХ СТАЛЕЙ ПІСЛЯ ЛАЗЕРНОГО ЗВАРЮВАННЯ

Анотація

У статті подано результати дослідження мікроструктури зварного шва та зони термічного впливу (ЗТВ) профільних елементів з киплячих сталей після лазерного зварювання. Лазерне зварювання є перспективною альтернативою традиційним методам завдяки високій концентрації енергії, малій тривалості процесу та можливості забезпечення якісного з’єднання на високих швидкостях. Водночас визначення оптимальних параметрів режиму зварювання потребує експериментальних досліджень, що можна прискорити за рахунок аналізу макро- та мікроструктури. У роботі використано хімічний аналіз основного металу та металографічні методи дослідження. Встановлено, що у зразках товщиною 1,2 мм зона сплавлення характеризується чіткою дендритною структурою шириною 2–3 мм, яка розширюється до поверхні профілю. ЗТВ зберігає дрібнозернисту структуру без істотного зростання зерна завдяки високій швидкості тепловідведення. У профілях товщиною 2 мм виявлено оксидні неметалеві включення, що спричиняють нестабільність процесу та інтенсифікацію розбризкування. Встановлено, що за відсутності захисної атмосфери окислення розплавленого металу супроводжується виникненням кратерів і поверхневих дефектів. Доведено, що низький вміст Si та Mn у киплячій сталі зумовлює підвищену кількість неметалевих включень та утворення оксидних дефектів. Для забезпечення стабільності процесу та підвищення якості зварних з’єднань рекомендовано використовувати сталь із вмістом Si ≥ 0,1 % та Mn ≥ 0,3 % за мінімального вмісту S і P. Отримані результати мають практичне значення для виробництва профільних труб і армувальних елементів, де критичною є якість зварного шва.