Vorontsov A.V. et. al. 2019 Vol. 21 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 3 2019 86 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ проводились по трем горизонтальным линиямшва. Линия I располагалась в полумиллиметре от лице- вой стороны шва, линия II – на половине глубины проплавления, линия III – в полумиллиметре от максимальной глубины проплавления. Для ис- следования структурно-фазового состояния ис- пользовался растровый электронный микроскоп Microtrac SM3000. Подготовка образцов для рентгеноструктурного анализа осуществлялась в продольном направлении сварного шва по схе- ме, представленной на рис. 2. Рентгеноструктур- ный анализ проводили на установке «ДРОН 7» с Co Kα-излучении. Оценку параметра решетки производили экстраполяцией по Райли, Нельсону, Тейлору и Синклеру. Графическим методом Вильямсона– Холла в квадратичной форме качественно опре- делили микродеформации кристаллической ре- шетки по формуле II 100 % 4 k   , (1) где k – тангенс угла наклона прямой. Номинальные значения суммарной потре- бляемой энергии E определили, как сумму мощностей лазера P 1 и ультразвукового воз- действия P 2 , деленную на скорость сварки V : 1 2 P P E V   , Дж/мм. (2) При расчете энерговложений на единицу объема расплавленного металла в процессе сварки E 1 использовали формулу, связывающую величину суммарной потребляемой энергии E и площадь зоны плавления в поперечном сече- нии S толщиной 1 мм: 1 1 E E S   ìì , Дж/мм 3 . (3) Чтобы рассчитать количество энергии E 2 , необ- ходимое для проплавления сплава вглубь на 1 мм, решили взять величину пути, равную протяженно- сти шва, произведенного за 1 с, т. е. (для простоты) сумму выходных мощностей P 1 и P 2 умножили на секунду и поделили на максимальную глубину про- плавления h : 1 2 2 ( ) 1 c P P E h    , Дж/мм. (4) Результаты и обсуждения На рис. 3 показаны металлографические изо- бражения макроструктуры в поперечном сече- нии сварных швов после лазерной сварки ( a ) и ЛС–УЗ ( б ). В этих соединениях отчетливо видна граница между зоной плавления и основным ме- таллом. Отличительной особенностью лазерной сварки сплава AA5083 является узкая зона тер- мического влияния. В рассмотренных случаях зона термического влияния не выявлена. Грани- ца между зоной плавления и основным метал- лом ярко выражена. С целью выявления влияния ультразвуковых колебаний при лазерной сварке полного про- плавления во всех случаях не достигалось. Во всех трех случаях наблюдаются макродефекты в виде пор и несплошности, связанные с неста- бильным закрытием парогазового канала. Повы- Рис. 3. Макроструктура неразъемных соединений: #1 ( a ), #2 ( б ) and #3 ( в ) Fig. 3. Macrostructure of welded seams: #1 ( a ), #2 ( б ) and #3 ( в )