Influence of energy per unit length of hybrid laser-arc welding on structure and mechanical properties of welded joints of high strength steels
Keywords:
hybrid laser-arc welding, laser welding, high-strength steel, weldments, metal structure, phase composition of the metal, mechanical properties, crack resistanceAbstract
Purpose. The advantages of hybrid laser-arc welding in the production of weldments of high-strength steels are: considerable (in 3-5 times) reduction in energy per unit length; increased productivity through increasing on the order the speed of welding; obtaining equilibrium fine grain structures in the welds and HAZ, which increase the toughness of weld joints and reduces the disposition to the crack formation. As the result of action of the welding thermal cycle and the influence of weld alloying the structure and phase composition of the weld metal and HAZ may change significantly, and, accordingly, influence on the level of mechanical properties and crack resistance of welded joints. The need to find solutions problem appears by conducting complex technological and materials science experiments. Therefore, the purpose of the research is the establishment of the influence of technological modes, primarily the energy per unit length, hybrid laser-arc and laser (for comparison) welding of high strength steel on the formation of structure in the metal welds, as well as analysis of the influence of this structure on their mechanical properties. Methodology. Steel NA-XTRA-70 was investigated because this steel is widely used in the EU countries in the manufacture of critical constructions for various purposes. For the experiments the laboratory stand has been created on which the experiments were carried out in the technological scheme that provides the location of the consumable electrode arc at a certain distance in front of the laser beam in the welding direction. Nd: YAG-laser DY 044 of company ROFIN (Germany) was a laser radiation source. Power for consumable electrode arc was carried out by welding generator PSG-500. Studies of structural and phase changes in the weld metal and HAZ of welds was carried out using by light microscopy (optical microscopes Versamet-2 and Neophot-32), microhardness was measured on M- 400 micro durometer of company Leco. Findings and originality. Carried out researches for the first time allowed to establish optimal technological modes of laser and hybrid laser-arc welding to produce quality and reliable welded joints of high-strength steel from the standpoint the structure formation and phase composition of the metal, providing high mechanical properties of welded joints. Practical value. Presented in the article the results of experimental studies have high practical value. They will form the basis for new perspective technological developments in the field of laser and hybrid laser-arc welding of high strength steels.
References
Мусияченко В.Ф. Дуговая сварка высокопрочных легированных сталей / В. Ф. Мусияченко, Л.И. Миходуй. - Москва: Машиностроение, 1987. - 80 с.
Musiyachenko V.F., Mikhoduy L.I. Duhovaya svarka vysokoprochnykh lehyrovannykh staley. [Arc welding of highstrength alloy steels]. Moscow, Mashinostroyeniye, 1987. 80 p.
Григорьянц А.Г. Технологические процессы лазерной обработки: Учеб. пособие для вузов / А.Г. Григорьянц, И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров / Под ред. А.Г. Григорьянца. - Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 664 с.
Grigoryants A.G., Shiganov I.N., Misyurov A.I. Tekhnolohycheskye protsessy lazernoy obrabotky: Ucheb. posobye dlya vuzov / Pod red. A.H. Hryhor'yantsa. [Technological processes of laser treatment: Manual for high schools / Ed. A.G. Grigoryants]. Moscow, Bauman Univ., 2006. 667 p.
Шоршоров М.Х. Фазовые превращения и свойства стали при сварке [Текст] / М.Х. Шоршоров, В.В. Белов - Москва: Наука, 1972. - 220 c.
Shorshorov M.Kh., Belov V.V. Fazovye prevrashhenija I svojstva stali pri svarke. [Phase transformations and properties of steel at welding]. Moscow, Nauka, 1972. 220 p.
Влияние термических циклов сварки и внешнего нагружения на структурно-фазовые изменения и свойства соединений стали 17Х2М [Текст] / Л.И. Маркашова, Г.М. Григоренко, В.Д. Позняков, Е.Н. Бердникова и др. // Автоматическая сварка. - 2009. - №7. - С.21-29.
Markashova L.I., Grigorenko G.M., Poznjakov V.D., Berdnikova E.N. i dr. Vlijanie termicheskih ciklov svarki I vneshnego nagruzhenija na strukturno-fazovye izmenenija I svojstva soedinenij stali 17Kh2M [Influence of welding thermal cycles and external loading on the structural and phase transformations and properties of the joints of 17Kh2M steel]. Avtomaticheskaja svarka, 2009, no. 7, pp. 21-29. http://patonpublishinghouse.com/rus/journals/as/2009/07/03
Влияние легирования швов на структуру и свойства сварных соединений стали 17Х2М [Текст] / Л.И. Маркашова, В.Д. Позняков, Т.А. Алексеенко, Е.Н. Бердникова и др. // Автоматическая сварка. - 2011.- №4. - С.7-15.
Markashova L.I., Poznjakov V.D., Alekseenko T.A., Berdnikova E.N. i dr. Vlijanie legirovanija shvov na strukturu I svojstva svarnyh soedinenij stali 17Kh2M [Effect of weld doping on the structure and properties of welded joints of 17Kh2M steel]. Avtomaticheskaja svarka, 2011, no. 4, pp. 715. http://patonpublishinghouse.com/rus/journals/as/2011/04/02
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).