122
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
дость зоны шва составила 420…480 HV. Процентное соотношение фаз
на поверхности сварного шва: бейнит 33 %, троостит 67 %; в ЗТВ —
бейнит 39 %, троостит 61 %. В поперечном сечении на расстоянии
0,3
мм от поверхности микротвердость зоны шва несколько выше, чем
на поверхности (420…530 HV). В этом случае формируется структура,
количество бейнита в которой увеличивается, а количество троостита
несколько ниже по сравнению с количеством троостита в структуре на
поверхности шва. Процентное соотношение фаз в поперечном сечении
шва на расстоянии 0,3 мм от поверхности образца: бейнит 42 %, тро-
остит 58 %. Образование в структуре трооститобейнитного шва сни-
жает вероятность образования холодных трещин.
Данные металлографических исследований структуры ЗТВ стали
30
ХГСА после лазерно-световой сварки свидетельствуют о том, что
структура линии сплавления с мелким зерном состоит в основном из
бейнита и троостита, количество которого увеличивается в этом
участке по сравнению с количеством в зоне шва. Микротвердость ЗТВ
480…230
HV. Описанные изменения структур в характерных участках
ЗТВ стали 30ХГСА находятся в полном соответствии с характером из-
менения твердости (см. рис. 4).
Несмотря на достигнутые успехи, гибридная лазерная сварка
полностью не решает проблем, стоящих перед технологами. Осо-
бенно это ощущается при сварке изделий больших толщин (более
8
мм) из закаленных сталей. Эффективность процесса гибридной
сварки резко снижается с увеличением толщины свариваемого ме-
талла. В этом случае для стали типа 30ХГСА скорость охлаждения
металла в корневой части шва оказывается выше, чем на поверхности.
Это связано с возникновением в указанной зоне закалочных структур,
повышением твердости и снижением пластичности. Перечисленные
проблемы можно решить совмещением двух лазерных лучей. В резуль-
тате такого воздействия по сравнению с одним лучом увеличивается
объем жидкой ванны, происходит уменьшение жесткости термического
цикла, снижается скорость охлаждения металла сварного соединения в
1,5—2
раза, в структуре шва образуется трооститобейнит и уменьша-
ется твердость.
Совместное применение двух или нескольких лазерных лучей
обеспечивает повышение производительности процесса, снижение
требований к точности сборки свариваемых заготовок, а также регу-
лирование скорости охлаждения в диапазоне значений температуры
фазовых и структурных превращений. При этом достигаются более
высокие значения механической прочности по сравнению с однолу-
чевой и дуговой сваркой.
Исследования макро- и микроструктуры сварных швов, полу-
ченных на низколегированных трубных перлитных и бейнитных
сталях, показали по сравнению с однолучевой сваркой отсутствие
закалочных структур и снижение микротвердости в 1,5—2 раза.