Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 4

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 4 2018 41 TECHNOLOGY Рис. 6. Зависимость содержания хрома в наплавлен- ном металле от эффективной тепловой мощности дуги при получении соединений стали 12Х18Н10Т электродами ОК-61.30 (в данном случае в приве- дённых на графике уравнениях регрессии y = Cr %, x = Q э , Вт) Fig. 6. Dependence of chrome content in the weld metal on the effective thermal power of an arch when receiving joints of austenitic stainless chromium-nickel steel by OK-61.30electrodes тепловой мощности дуги при использовании различных источников питания. Инверторный источник обладает большей на 12 % величиной Q э по сравнению с выпря- мителем. Этот вывод сделан из наблюдения за формированием сварочной ванны и термодина- мической картиной, происходящей в ней. Так, при достижении Q э = 2700 Вт при использова- нии диодного выпрямителя металл шва достигал максимальной жидкотекучести, и формирование валика становилось затруднительным. В свою очередь, при использовании инверторного ис- точника такой эффект наблюдался на значитель- но больших токах, когда Q э достигала 3050 Вт. Микроструктура наплавленного металла и зоны термического влияния при использовании источников питания с различными динамиче- скими свойствами и на режиме свари I св = 80 А представлена на рис. 7. На рис. 7, а и б показана микроструктура пе- реходных зон от металла наплавленного валика к основном металлу. В обоих исследованных на- плавленных валиках зона термического влияния плавно без резких границ переходит к основному металлу. Наименьшая ширина зоны термического влияния (75 мкм) зафиксирована в соединении, выполненном с помощью инверторного источни- ка питания (рис. 7, б ), а наибольшая (300 мкм) – в соединении, выполненном с диодным выпря- мителем (рис. 7, а ). При использовании диодного выпрямителя в наплавленном металле структура неоднород- ная, дендриты разной длины, хорошо развитые. Их средняя ширина составляет ≈ 2 мкм. В меж- дендритных промежутках металл имеет зерен- ную структуру, характерную для хромоникеле- вого аустенита со средним размером ≈ 20 мкм (рис. 7, в ). В случае инверторного выпрямителя на- плавленный металл более однороден по струк- туре; дендриты в среднем менее протяженные, их ширина меньше 2 мкм; междендритное про- странство имеет меньшую площадь; зеренное строение выражено ярче, а средний размер зер- на в полтора раза меньше и составляет ≈ 12 мкм (рис. 7, г ). Зона термического влияния в обоих случаях имеет полиэдрическое зеренное строение, харак- терное для хромоникелевого аустенита (рис. 7, д и е ). Средний размер зерна заметно больше, чем в наплавленном металле, особенно в образце, выполненном с помощью диодного источника, где он достигает 54 мкм (рис. 7, д ). Некоторые зерна содержат двойники. В зоне термическо- го влияния сварного соединения, полученного с помощью инверторного выпрямителя, сред- ний размер зерна меньше на ≈ 30 мкм, а степень двойникования зерен выше (рис. 7, е ). Структура основного металла одинакова, средний размер зерен составляет 20 мкм. Выводы 1. Получили результаты натурного экспери- мента по определению зависимостей перехода легирующих элементов от параметров режима сварки и типа источника питания при использо- вании покрытых электродов марки ОК61.30. 2. Установлено, что применение инвертор- ного источника по сравнению с диодным вы- прямителем позволяет вести сварку на больших энергетических мощностях с обеспечением удовлетворительного формирования валика. При этом на 32 % увеличивается ЗТВ, но стабилизи- руется содержание основных легирующих эле- ментов: Mn на 14 % и Cr на 3 %, уменьшается размер зерна в наплавленном металле на 40 % и зоне термического влияния на 44 %. Такой