Sarayev Y.N. et. al. 2018 Vol. 20 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 2 2018 100 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Исследование влияния энергетических параметров режимов дуговой сварки покрытыми электродами и управляющих алгоритмов их изменения на характеристики ударной вязкости и трещиностойкости получаемых сварных соединений Юрий Сараев 1 , а,* , Сергей Гладковский 2, b , Сергей Лепихин 2, c , Иван Каманцев 2 , d , Алексей Лунёв 1,e , Марина Перовская 1 , f 1 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, пр. Академический, 2/4, г. Томск, 634055, Россия 2 Институт машиноведения УрО РАН, ул. Комсомольская, 34, г. Екатеринбург, 620049, Россия a http://orcid.org/0000-0002-9457-4309, litsin@ispms.tsc.ru , b http://orcid.org/0000-0002-3542-6242, gsv@imach.uran.ru, c http://orcid.org/0000-0002-0240-2164, lsv@imach.uran.ru, d http://orcid.org/0000-0003-0775-4043, ks@imach.uran.ru, e http://orcid.org/0000-0002-0777-5357, agl@ ispms.tsc.ru , f http://orcid.org/0000-0003-2780-6023, mv_perovskaya@inbox.ru ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.791.03 История статьи : Поступила: 17 марта 2018 Рецензирование: 27 марта 2018 Принята к печати: 09 апреля 2018 Доступно онлайн: 15 июня 2018 Ключевые слова : Сварка, наплавка Разрушение Ударная вязкость Трещиностойкость Энергетические параметры Дуга, сварные соединения Благодарности : Авторы выражают благодарность со- трудникамИМАШУрОРАН В.Е. Ве- селовой за выполненные фрактогра- фические исследования изломов и С.В. Кутеневой за проведенный количественный металлографиче- ский анализ сварных соединений с использованием оборудования ОАО «Уралтурбо» (г. Екатеринбург). Представленные в статье результаты исследований получены с использо- ванием оборудования ЦКП «Пласто- метрия» ИМАШ УрО РАН. Финансирование : Работа выполнена в 2017 году за счет средств гранта РНФ по проекту №16-19-10010. АННОТАЦИЯ Обоснование. Повышение требований к эксплуатационным характеристикам сварных конструкций в машиностроении, строительной промышленности, судостроении, трубопроводномтранспорте обусловливает использование высокопрочных низколегированных сталей. Основным способом, применяемым при монтаже металлоконструкций, является дуговая сварка, оказывающая существенное влияние на свойства зоны сварного соединения, её структуру и механические характеристики. При этом всегда существует риск возникновения в зоне сварного соединения различных дефектов, природа появления которых разнообразна и труднопредсказуема. Цель исследований : изыскание путей повышения эксплуатационных характеристик в конструкциях ответственного назначения за счет установления взаимосвязи влияния энергетических параметров режимов дуговой сварки покрытыми электродами и управляющих алгоритмов их изменения со структурой металла шва и зоны термического влияния, а также характеристиками ударной вязкости и трещиностойкости получаемых сварных соединений. Методика экспериментального исследования: для проведения испытаний были изготовлены образцы из стали 09Г2С, полученные ручной дуговой сваркой на режимах постоянного тока (СПТ) и низкочастотной модуляции тока (СМТ). Для изучения структуры сварных швов (СШ), зоны термического влияния (ЗТВ) и основного металла (ОМ) стали 09Г2С использовали оптическую микроскопию, совмещенную с анализатором изображений. В ходе исследований определяли средний размер зерна. Фрактографический анализ изломов различных участков проводили с применением растровой электронной микроскопии. Результаты работы. Произведена оценка влияния энергетических параметров режимов дуговой сварки покрытыми электродами на характеристики ударной вязкости и трещиностойкости сварных соединений как основных показателей эксплуатационных характеристик конструкций ответственного назначения. Установлена взаимосвязь энергетических параметров режимов дуговой сварки покрытыми электродами и управляющих алгоритмов их изменения со структурой металла шва и зоны термического влияния. Показано, что импульсный характер изменения энергетических параметров режима сварки оказывает благоприятное воздействие на теплосодержание расплава сварочной ванны и условия её кристаллизации. Испытания металла ЗТВ сварных соединений стали 09Г2С на статическую трещиностойкость показали, что все исследуемые соединения имеют высокие показатели во всем диапазоне температур: начиная от +20  С и заканчивая –60  С, даже при наличии дефектов в виде усталостных трещин. Установлено эффективное влияние сварки, выполняемой в режиме низкочастотной модуляции тока, по сравнению со сваркой на постоянном токе, на сопротивление хрупкому разрушению сварных соединений из низкоуглеродистых сталей при пониженных климатических температурах. Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2018 Том 20 № 2 с. 100–115 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2018-20.2-100-115 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov