Дослідження впливу параметрів гібридного лазерно-дугового зварювання на геометричні характеристики високоміцних сталей

Abstract

Мета. Метою роботи є дослідження впливу основних параметрів гібридного лазерно-дугового зварювання на геометричні характеристики зварних з’єднань високоміцних сталей. Методика. У статті наведено результати експериментального дослідження процесу гібридного лазерно-дугового зварювання високоміцної сталі Armox 500T товщиною 10 мм за допомогою аустенітного дроту Хорда 307Ті (08Х20Н9Г7Т) діаметром 1,2 мм з використанням різних параметрів як лазерної так і дугової складових процесу, а також швидкості зварювання. Результати. Виявлено загальну тенденцію зростання площі зварного з’єднання при збільшенні погонної енергії гібридного лазерно-дугового зварювання, однак характер цієї залежності є нерівномірним. У діапазоні 430–600 Дж/мм зафіксовано локальні зниження площі шва. При збільшенні погонної енергії (620–1350 Дж/мм) спостерігається пряма залежність площі зварного шва від її величини попри зростання глибини проплавлення. Досягнення погонної енергії 1500 Дж/мм, достатньої для повного провару за один прохід, призводить до формування наскрізного шва та, відповідно, зменшення площі зварного з’єднання. Для глибини проплавлення встановлено загальну тенденцію до зростання зі збільшенням погонної енергії, однак у діапазоні 600–750 Дж/мм зафіксовано її зниження. Показано, що глибина проплавлення визначається співвідношенням погонної енергії лазерної складової до загальної погонної енергії гібридного процесу, а за сталих характеристик лазерного джерела – швидкістю зварювання. У зразках з вищою часткою лазерної енергії відмічено стабільне підвищення глибини проплавлення. Наукова новизна. Наукова новизна роботи полягає в уточненні закономірностей формування геометрії зварного шва при гібридному лазерно-дуговому зварюванні високоміцних сталей з урахуванням взаємодії лазерної та дугової складових процесу. Розширено уявлення про вплив погонної енергії на характер теплообмінних процесів і формування зони сплавлення, що створює наукові передумови для обґрунтованого вибору режимів гібридного зварювання. Практична значимість. Практична значимість. отриманих результатів полягає у тому, що отримані експериментальні дані можуть бути використані при розробці та коригуванні технологічних режимів гібридного лазерно-дугового зварювання елементів легкоброньованої техніки з високоміцних сталей. Встановлені особливості формування геометрії зварного з’єднання та глибини проплавлення залежно від параметрів процесу дозволяють обґрунтовано обирати режими зварювання для забезпечення стабільної якості зварних з’єднань, підвищення продуктивності та зниження ймовірності дефектів у промислових умовах.