Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 2 2019 86 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Химический состав стали 09Г2С (массовая доля элементов, %) Chemical composition of 13Mn6 steel (mass fraction of elements, %) C Si Mn Ni S P Cr Cu V Fe До 0,12 0,5…0,8 1,3…1,7 До 0,3 До 0,035 До 0,03 До 0,3 До 0,3 До 0,12 Bal. Рис. 1. Схема гибридной лазерно-дуговой сварки: 1 – луч лазера; 2 – сварочная горелка; 3 – плазма дуго- вого источника; 4 – сварочная ванна от лазерного ис- точника; 5 – сварочная ванна от дугового источника; 6 – сварной шов; 7 – свариваемые заготовки;  – угол наклона сварочной горелки; D L – расстояние между цен- трами сварочных ванн лазерного и дугового источника; h – высота вторично переплавленного дуговым источ- ником слоя Fig. 1. Hybrid laser-arc welding scheme: 1 – laser beam; 2 – welding torch; 3 – arc source plasma; 4 – laser source molten pool; 5 – arc source molten pool; 6 – weld seam; 7 – workpieces to be welded;  – welding torch angle; D L – distance between centers of laser and arc source molten pools; h – the height of the secondary remelted arc source layer свариваемыми пластинами, величина которого составляла 0,8 мм. Такая величина зазора обе- спечивала наибольшую эффективность свароч- ного процесса. Постановка сварочной горелки производи- лась следующим образом. Сварочная горелка дугового источника находилась за лазерным ис- точником на расстоянии D L = 8,0 мм, что дало возможность разделить две взаимодействующие зоны: сварочную ванну от лазерного источника и сварочную ванну от дугового источника. Сва- рочная горелка была отклонена на угол  = 50°. Кроме того, для получения большей площади взаимодействия между ваннами расплава, об- разованных посредством лазерного и дугового источника, сварочная горелка была наклонена в сторону от нормального положения на 17°. Мощность лазерного излучения при сварке со- ставляла 10 кВт, ток дуги – 184 А, напряжение дуги – 26,2 В, скорость сварки – 1 м/мин. Из полученных неразъемных соединений на электроискровом станке вырезались образцы для проведения исследований структуры шва и его механических свойств. Исследования ма- кро- и микроструктуры проводились на поли- рованных и травленых в растворе (4 мл HNO 3 + + 96 мл C 2 H 5 OH) шлифах поперечного сечения с использованием металлографического микро- скопа Альтами МЕТ 1С. Исследования механических свойств осу- ществлялись двумя способами. Первый способ заключался в измерении микротвердости мето- дом Виккерса на микротвердомере Duramin 5 при нагрузке в 50 г. Измерения производились по четырем траекториям, указанным на рис. 2, a белыми линиями. Верхняя линия измерений 1 микротвердости полностью лежит в зоне воз- действия дугового источника. Горизонтальная линия измерений 2 микротвердости проходит через границу между сварочными ваннами от дугового и лазерного источника. Горизонтальная линия 3 полностью проходит через зону свароч- ной ванны, полученной лазерным источником; вертикальная штриховая линия 4 – траектория измерений микротвердости от лицевой сторо- ны шва зоны плавления дуговым источником до корня шва – представляет собой зону плавления лазерным источником. Вертикальная траектория измерений качественно покажет изменения в