ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ ЛАЗЕРНОГО ЗВАРЮВАННЯ НА МІКРОТВЕРДІСТЬ СТИКОВИХ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ КОРОЗІЙНОСТІЙКОЇ СТАЛІ AISI 304

Анотація

Лазерне зварювання є одним із найбільш перспективних методів з’єднання корозійностійких сталей аустенітного класу, що широко застосовуються у відповідальних конструкціях сучасної промисловості. Особливу увагу при цьому приділяють забезпеченню стабільних механічних властивостей зварних з’єднань, зокрема рівномірному розподілу мікротвердості, який визначається умовами тепловкладення та кристалізації металу. Метою даної роботи є дослідження впливу параметрів лазерного зварювання на мікротвердість стикових зварних з’єднань корозійностійкої сталі AISI 304 товщиною 1,5 мм. Для цього виконано стикові з’єднання на трьох режимах лазерного зварювання з однаковою погонною енергією 60 Дж/мм та розфокусуванням лазерного випромінювання 0 мм, але з різними значеннями потужності та швидкості зварювання: P = 1,5…2,5…3,5 кВт та V = 1,5…2,5…3,5 м/хв. Мікротвердість визначали методом Віккерса як у поперечному перерізі зварних з’єднань так і вертикально вздовж осі шва. Встановлено, що всі досліджені зразки характеризуються дисперсною литою структурою металу шва з чітко окресленою лінією сплавлення та збереженням структури прокату в зоні термічного впливу й основному металі. Результати вимірювань показали нерівномірний розподіл мікротвердості як у поперечному, так і у вертикальному напрямках. Для всіх режимів характерне підвищення мікротвердості в металі шва порівняно з основним металом, що зумовлено швидкою кристалізацією і формуванням дрібнішої мікроструктури. Максимальні значення мікротвердості у зоні шва досягають 2540–2640 МПа залежно від режиму зварювання. Показано, що при режимі з меншою потужністю лазерного випромінювання (P = 1,5 кВт) формується найбільш рівномірний розподіл мікротвердості як по ширині, так і по висоті шва. Зі збільшенням потужності до 2,5 та 3,5 кВт зростає неоднорідність розподілу мікротвердості, при цьому у зоні термічного впливу та нижній частині шва з’являються локальні ділянки її зниження, що може бути пов’язано з локальним перегріванням та уповільненим охолодженням металу. Аналіз показав, що максимальні значення мікротвердості зазвичай спостерігаються у верхній частині шва, тоді як у напрямку до кореня можливе поступове зменшення мікротвердості.