Влияние параметров ультразвуковых механических колебаний на структуру и механические свойства металла шва при лазерной сварке ферритных сталей

Abstract

Рассмотрены проблемы управления сварочной ванной при сварке ферритных нержавеющих сталей. Проведен сравнительный анализ работ в области влияния ультразвуковых и вибрационных колебаний на сварной шов. Отражены результаты предварительных экспериментальных и металлографических исследований образцов соединений, выполненных лазерной сваркой при дополнительном ультразвуковом воздействии на сварочную ванну. Исследовано влияние позиционирования прижимов и источника ультразвуковых волн относительно границы стыка на характер колебаний, возникающих в нем. Определены наиболее благоприятные частоты и амплитуды колебаний для генерации колебаний в области стыка. Получены результаты влияния толщины материала на возникающие в нем колебания, которые могут оказать воздействие на стабильность и скорость охлаждения сварочной ванны и, как следствие, на микроструктуру металла сварного шва.

Розглянуто проблеми управління зварювальною ванною при зварюванні феритних нержавіючих сталей. Проведено порівняльний аналіз робіт в області впливу ультразвукових та вібраційних коливань на зварний шов. Відображено результати попередніх експериментальних та металографічних досліджень зразків з’єднань, виконаних лазерним зварюванням при додатковому впливі ультразвуковими коливаннями на зварювальну ванну. Досліджено вплив позиціонування притискачів та джерела ультразвукових хвиль щодо границі стику на характер коливань, що виникають в ньому. Визначено найбільш сприятливі частоти і амплітуди коливань для генерації коливань у зоні стику. Отримано результати впливу товщини матеріалу на виникаючі в ньому коливання, які можуть вплинути на стабільність і швидкість охолодження зварювальної ванни і, як наслідок, на мікроструктуру металу зварного шва.

The problems of welding pool control in welding of ferrite stainless steels were considered. A comparative analysis of the works in the field of effect of ultrasonic and vibration oscillations on the weld was carried out. The results of preliminary experimental and metallographic examinations of specimens of joints produced by laser welding with additional ultrasonic effect on welding pool were reflected. The effect of positioning of clamps and the source of ultrasonic waves relative to the butt interface on the character of oscillations arising in it was studied. The most favorable frequencies and amplitudes of oscillations for generation of oscillations in the butt area were determined. The results on influence of the material thickness on the oscillations arising in it were obtained, which can exert an effect on stability and cooling rate of welding pool and, as a result, on the microstructure of weld metal.