Metallographic analysis of potential areas of destruction initiation of the zone of thermal impact of low-carbon steels after laser welding

Authors

  • Д.В. Лаухін Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • О.В. Бекетов Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро, Україна Author
  • Ю.С. Слупська Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро, Україна Author
  • Є.О. Бабенко Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро, Україна Author
  • Н.О. Ротт Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • В. Е Дитюк Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/65.088

Keywords:

Laser welding, low-carbon steel, welding joint structure, structural components, welding joint zones

Abstract

Purpose. To find out dangerous areas of the zone of thermal impact on the basis of the research of welding joint structure formation after laser welding of low-carbon structural steels 09Mn2Si, 10CrNiCu, 10Mn2VNb. The methods. In research are used methods of studying the structure and fine structure of materials, namely raster electron microscopy using a scanning electron microscope РЕМ-106И. Findings. The work investigates the detection of dangerous areas of the zones of thermal impact on the basis of the research of welding joint structure formation after laser welding of low-carbon steels 09Mn2Si, 10CrNiCu, 10Mn2VNb. The complex of studies carried out showed that the welded joint is structurally divided into several zones. At the same time, metallographic analysis showed that in the zones of the welded joint there is a conglomerate of structures, which contains components characteristic both for metal in the cast state and for metal after accelerated cooling. The originality. The established dependences show that the significant differences in structural state were found out on the boundary between the joint and the zone of thermal impact (the boundary between areas 1 and 2). It means that in this area a significant increase in the level of microstrength will be observed, comparing to the other joint areas. Taking into account the width of this zone, it should be stressed that the concentration of mechanical strength will occur in a relatively narrow zone of the welding joint. As a result, this zone will be a potential place for the accumulation of defects and will significantly influence the mechanical properties of the whole joint. Practical implimintation. Improving the results obtained and conducting new research on this topic will allow the development of improved modes of welding of high-strength steels, taking into account the structural state and operating conditions of rolled metal.

References

1.Колубаев, А. В., Сизова, О. В., Колубаев, Е. А., Заикина, А. А., Воронцов, А. В., Денисова, Ю. А., & Рубцов, В. Е. (2018). Особенности структуры сварного шва при лазерной сварке конструкционной стали 09Г2С. Обработка металлов: технология, оборудование, инструменты , 20 (3), 123-133. http://doi.org/10.17212/1994-6309-2018-20.3-123-133

2.Деревягина, Л. С., Гордиенко, А. И., Оришич, А. М., Маликов, А. Г., & Сурикова, Н. С. (2019). Особенности формирования зон термического влияния лазерного сварного соединения низкоуглеродистой феррито-перлитной стали. Перспективные Материалы с Иерархической Структурой Для Новых Технологий и Надежных Конструкций: Тезы Докл. Всерос. Науч.-Практ. Конф., г. Томск, 1-3 Окт. 2019 г. Россия- Томск , 611–612. https://doi.org/10.17223/9785946218412/407

3.Лазарева, А. И., Копцева, Н. В., Горленко, Д. А., Ефимова, Ю. Ю., Никитенко, О. А., & Голубчик, Э. М. (2016). Исследование влияния термической обработки на качество сварных соединений в условиях агрегатов второй очереди листопрокатного цеха№ 11 ОАО" Магнитогорский металлургический комбинат". Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение , 18 (4), 60-73. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2016.4.05

4. Структура зоны термического влияния при сварке . (n.d.). Онлайн Справочник о Сварке. http://osvarke.net/soedineniya/zona-termicheskogo-vliyaniya/

5.Глизманенко,Д.Л.(1984). Сварка и резка металлов: учеб. пособ. Изд. 5-е переработанное. Москва: Металлургия.

6.Волченко, В.Н. (1991). Сварка и свариваемые материалы. Справочник. т.1 .

7. Laukhin, D., Beketov, O., Rott, N., & Schudro, A. (2019). The Elaboration of Modernized Technology of Controlled Rolling Directed at the Formation of High Strengthening and Viscous Qualities in HSLA Steel. Solid State Phenomena , 291 , 13–19. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.291.13

8.Suhomlin, G. D., Laukhin, D. V., Beketov, А. V., & Мashkovskaya, А. V. (2015). Дослідження поверхневої енергії міжфазних границь під час дифузійного γ→ α перетворення. Physical Metallurgy and Heat Treatment of Metals , 2 (69), 24-29.

9. Сухомлин, Г.Д. (1976). Исследование морфологии и кристаллогеометрии при ускоренном прерванном охлаждении в процессе термомеханической обработке труб . Дис. На присвоение уч. степени к.т.н. Днепропетровск

Downloads

Published

2020-01-01

Issue

No. 65 (2021)

Section

Статті

License

All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.

Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.