Структура и свойства сварных соединений стали 14ХГН2МДАФБ при гибридной лазерно-дуговой сварке

Abstract

В работе представлены результаты экспериментальных исследований особенностей формирования структуры и фазового состава сварных соединений высокопрочной стали 14ХГН 2МДАФБ в условиях различных скоростей (v = 72; 90; 110 м/ч) гибридной лазерно-дуговой сварки. На основе информации, полученной на различных структурных уровнях (от зеренного до дислокационного), выполнены аналитические оценки влияния структурных параметров на механические свойства и вязкость разрушения K1с сварных соединений в зависимости от режимов лазерно-дуговой сварки. Для оценки комплекса эксплуатационных характеристик сварных соединений были проведены исследования влияния структурных факторов на характер трещинообразования в условиях различных испытаний при внешнем нагружении изгибом на динамическую прочность, а также при циклическом нагружении. Показана роль структурных факторов в изменении уровня локальных внутренних напряжений τл/вн — источников зарождения и распространения трещин в металле сварных соединений. Установлены оптимальные технологические режимы гибридной лазерно-дуговой сварки, обеспечивающие, с точки зрения структуры и фазового состава, высокие показатели механических свойств и трещиностойкость металла в эксплуатационных условиях внешнего нагружения.

The paper represents the results of experimental investigations of peculiarities in formation of structure and phase composition of welded joints from high-strength 14KhGN2MDABF steel at different speeds (vw = 72, 90 and 110 m/h) of hybrid laser-arc welding. Information received at different structural levels (from grain to dislocation) is used for analytical evaluation of effect of the structural parameters on mechanical properties and fracture toughness of the welded joints depending on modes of laser-arc welding. The investigations of effect of the structural factors on mode of crack formation under conditions of different dynamic strength tests at external bend loading as well as cyclic loading were carried out for evaluation of a complex of welded joint service characteristics. A role of the structural factors in change of level of local internal stresses, i.e. sources of nucleation and propagation of cracks in the welded joint metal, is shown. The optimum technological modes of hybrid laser-arc welding are determined. They provide for the high indices of mechanical properties and crack resistance of metal under service conditions of external loading from point of view of structure and phase composition.