Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 3 2018 126 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Испытания сварных соединений на статическое растяжение и статический изгиб проводили на испытательной машине УТС 110М-100 при ком- натной температуре. Для этих испытаний изго- тавливали плоские образцы по ГОСТ 6996–66, вырезанные поперек сварного соединения с рас- положением сварного шва посередине рабочей части образцов. Результаты и их обсуждение Интерес к изучению особенностей форми- рования структуры низкоуглеродистой малоле- гированной стали 09Г2С при лазерной сварке вызван необходимостью поиска способов воз- действия на кристаллизацию металла сварочной ванны с целью минимизации структурных де- фектов в области сварного шва. Металлографический анализ структуры сварного шва исследованных образцов в попе- речном сечении показал, что при всех режимах сварки общий вид шва и характерный вид кри- сталлических зон у всех образцов был одинаков, что иллюстрирует рис. 2. В структуре сварного шва выделяются четыре зоны – зона термиче- ского влияния 1 , зона перегрева 2 , участок не- полного расплавления металла, состоящий из мелких равноосных кристаллов 3 , и зона сплав- ления 4 , состоящая из дендритов, ориентирован- ных от границы с основным металлом к центру. Формирование такой структуры сварного шва Рис. 3. Микротвердость сварного шва, полученного лазерной сваркой полосы толщиной 2,5 мм Fig. 3. Microhardness of a welded joint of sheet steel 2.5 mm in thickness obtained by laser welding Рис. 2. Структура лазерного соединения по- лосы из стали 09Г2С толщиной 2,5 мм Fig. 2. The structure of the laser welded joint of 13Mn6 sheet steel 2.5 mm in thickness обусловлено особенностями кристаллизации металла, когда на границе сплавления с основ- ным материалом из-за быстрого отвода тепла образуется множество зародышей кристаллов, составляющих переходную зону. Дальнейшая кристаллизация обусловлена ростом дендритов в направлении центра шва. Нагрев металла по обе стороны шва в процессе сварки приводит к образованию зоны перегрева и зоны термиче- ского влияния. Следует отметить, что при сварке плавлением зона термического влияния включа- ет в себя несколько участков – участок нормали- зации, участок неполной перекристаллизации и участок рекристаллизации. При лазерной сварке зону термического влияния трудно разделить на эти участки вследствие ее малого размера. Ми- кроанализ на разных участках сварного шва по- казал, что его элементный состав не отличается от состава свариваемых пластин. Этот результат говорит в пользу метода лазерной сварки, не из- меняющей химический состав свариваемых де- талей. Распределение микротвердости по сечению сварного соединения (рис. 3) выявило ее уве- личение в зоне сварного шва относительно по- казателей твердости основного металла, причем значение микротвердости в зоне шва оказалось симметричным по отношению к оси шва и от- ражало расположение зон кристаллизации и их протяженность. Максимальное значение микро- твердости у всех исследованных образцов свар- Microhardness H μ , 10 –1 МРа