Структура и свойства сварного соединения аустенитнойrnстали, полученного при совместном воздействии электрической дуги иrnлазерного излучения

Малюк, Антон Павлович Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования являются сварные соединения из стали 12Х18Н10Т полученные методом гибридной лазерно-дуговой сварки. Гибридная лазерно-дуговая сварка является перспективным методом получения неразъемных соединений. Гибридная лазерно-дуговая сварка – это процесс сварки плавлением, который совмещает в себе принципы лазерной и дуговой сварки.
В данной научной работе проводились исследования структуры и механических свойств полученного сварного соединения.
Проведенный анализ полученных результатов показывает что полученные неразъемные соединения при оптимальных параметрах отвечают требованиям механических свойств отраслей, в которых используется данный материал как неразъемное соединение.

Введение ……………………………………………………………………………………………………. 8

1. Литературный обзор ………………………………………………………………………………. 9

1.1. Общие сведения гибридной лазерной сварки ……………………………………… 9

1.2. Область применения ………………………………………………………………………… 14

1.3. Преимущества и недостатки гибридной лазерно-дуговой сварки ……….16

1.4. Используемые лазерные лучи при гибридной лазерно-дуговой сварке. 17

1.5. Основные параметры гибридной лазерно-дуговой сварки…………………. 18

2. Материал и методика исследований ……………………………………………………… 21

2.1. Исследуемый материал …………………………………………………………………….21

2.2. Получение образцов …………………………………………………………………………22

2.3. Исследования структурных характеристик сварных соединений………..25

2.4. Исследования механических характеристик сварных соединений ……. 27

3. Результаты проведенных исследований ………………………………………………… 33

3.1. Результаты проведения макро- и микроскопического анализа …………… 33

3.2. Результаты исследования механических характеристик ……………………. 37

4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение…47

5. Социальная ответственность ………………………………………………………………… 64

Заключение ……………………………………………………………………………………………… 82

Список публикаций студента ……………………………………………………………………. 84

Список используемых источников ……………………………………………………………. 85

Приложение А …………………………………………………………………………………………. 89

Развитие промышленности требует разработки и применения новых
методов сварки, которые обладали бы низким энергопотреблением, высокой
эффективностью и обеспечивали бы высокое качество изделий и конструкций
[1]. Перспективным промышленным методом получения неразъемных
соединений большой толщины является гибридная – лазерная дуговая сварка. В
данной работе для исследования выбраны неразъемные соединения из
аустенитной нержавеющей стали. Данная сталь является важным термостойким
материалом, использующимися нефтяной промышленности, топливно-
энергетическом секторе, химической промышленности, машиностроении.
Сварка аустенитной стали является неотъемлемым процессом при производстве
деталей и механизмов. При гибридной лазерно-дуговой сварке, лазерный луч и
дуга воздействуют вместе на обрабатываемую зону, что приводит к
повышению производительности процесса сварки, так как увеличивается
скорость сварки [2]. Синергетический эффект гибридной сварки улучшает
структуру металла сварного шва аустенитной стали и связанной с ней
сопротивляемости горячему растрескиванию, а так же для коррозийной
стойкости и механико-технологических свойств, что делает актуальным
исследование структуры и свойств данных соединений. [3].

1. Сварка аустенитных сталей // [Электронный ресурс]. // Режим
доступа: http://svartek.ru/articles_view.php?id_articles=113
2. Acherjee B. Hybrid laser arc welding: State-of-art review / B. Acherjee //
Optics and Laser Technology 99 (2018) 60–71.
3. Источник: Сварка и резка Россия 1 (2008) [Электронный ресурс] //
Режим доступа: http://www.svarkainfo.ru/rus/lib/blog/blog1710.php.
4. Acherjee B. Hybrid laser arc welding: State-of-art review / Acherjee B //
Optic & Laser Technology. Volume 99, 1 February 2018, Pages 60-71.
5. Acherjee B. Chapter 9 – Laser Arc Hybrid Welding / Acherjee B.
//Advances in LaserMaterials Processing (Second Edition) 2018, Pages 203-234.
6. Туричин Г. А. Технология гибридно-лазерно дуговой сварки:
учеб.пособие / Г.А. Туричин, И. А. Цибульский, М. В. Кузнецов. Технология
гибридной лазерно-дуговой сварки – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2015. – 48
7. Кривцун, И. В. Промышленное Применение Гибридной Лазерно-
Дуговой Сварки (Обзор) / И.В. Кривцун // автоматическая сварка 28.01.2015.
с.44-50
8. Petring, D. Recent progress and innovative solutions for laser-arc hybrid
welding, / D Petring, Fuhrmann C. // in: Proc. of the 1st Pacific International
Conference on Application of Lasers and Optics, Melbourne, Australia., 2004, pp. 7–
10.
9. Ках П., «Особенности Применения Гибридной Лазерно – Дуговой
Сварки»/ П. Ках, А. Салминен. //Автоматическая сварка. 2010 г. 38 – 47 с.
10. Yan S. WangCharacteristics of microstructure and fatigue resistance of
hybrid fiber laser-MIG welded Al–Mg alloy joints / S. Yan, Y. Nie, Z. Zhu, H. Chen,
G. Gou, J. Yu, G. // Appl. Surf. Sci., 298 (2014), pp. 12-18.
11. Gao M. Effects of welding parameters on melting energy of CO2 laser-
GMA hybrid welding / M. Gao, X.Y. Zeng, Q.W. Hu // Sci. Technol. Weld.
Join., 11 (5) (2006), pp. 517-522.
12. Григорьянц А.Г. Гибридные технологии лазерной сварки. Учебное
пособие / А.Г. Григорьянц, И.Н. Шиганов, А.М. Чирков. – М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2004. – 87 с.
13. Bidi L. Schroed The use of exploratory experimental designs combined
with thermal numerical modeling to obtain a predictive tool for hybrid laser/MIG
weldingandcoatingprocesses/
L. Bidi, S. Mattei, E. Cicala, H. Andrzejewski, P.L. Masson, J.//Opt.Laser
Technol., 43 (2011), pp. 537-545
14. El Rayes M. The influence of various hybrid welding parameters on bead
geometry/ M. El Rayes, C. Walz, G. Sepold // Weld. J., 83 (5) (2004), pp. 147s-153s.
15. Liu L. //A new laser-arc hybrid welding technique based on energy
conservation / L. Liu, X. Hao, G. Song //Mater. Trans., 47 (6) (2006), pp. 1611-
1614s.
16. Dilthey U.A. Prospective offered by combining and coupling laser beam
and arc welding / U.A. Dilthey, U. Wiesschemann //Weld. Int., 16 (9) (2002), pp.
711-719s.
17. Guen E.L. Analysis of hybrid Nd: Yag laser-MAG arc welding processes
/E.L. Guen, R. Fabbro, M. Carin, F. Coste, P.L. Masson //Opt. Laser
Technol., 43 (2011), pp. 1155-1166.
18. Sathiya P. Shielding gas effect on weld characteristics in arc-augmented
laserweldingprocessofsuperausteniticstainlesssteel/
P. Sathiya, M.K. Mishra, R. Soundararajan, B. Shanmugarajan//Opt.Laser
Technol., 45 (2013), pp. 46-55.
19. Zhang W. Study of metal transfer in CO2 laser + GMAW-P hybrid
welding using argon–helium mixtures / W. Zhang, X. Hua, W. Liao, F. Li, M. Wang
// Opt. Laser Technol., 56 (2014), pp. 158-166
20. Nilsson, K. A.F.H. Kaplan Parameter influence in CO2-laser/MIG hybrid
welding / K. Nilsson, S. Heimbs, H. Engström // Proc. of 56th Annual Assembly of
the International Institute of Welding, 2003, IIW Doc. IV-843-03, Bucharest,
Romania (2003)
21. Adamiec J. Fibre laser usage in boiler elements’ production for the power
industry/ J. Adamiec, M. Więcek, W. Gawrysiuk // Weld. Int., 24 (11) (2010), pp.
853-860
22. Seyffarth P. Laser-arc Processes and Their Applications in Welding and
Material Treatment / P. Seyffarth, I.V. Krivtsun // Taylor & Francis, London (2002)
23. Ishide, T. Latest MIG, TIG, arc-YAG laser hybrid welding systems for
various welding products / T. Ishide, S. Tsubota, M. Watanabe // in: Proc. of 1st
International Symposium on High-Power Laser Macroprocessing, (SPIE 2003), vol.
4831, Osaka, Japan, 2002, pp. 347–352.
24. Bagger, C. Closing the weld gap with laser/MIG hybrid welding process /
C. Bagger, B.D. Wiwe, N.A. Paulin, F.O. Olsen // in: Proc. of the 9th Nordic Laser
Materials Processing Conference, Trondheim, Norway, 2003, pp. 113–124.
25. Gu X. Coupling mechanism of laser and arcs of laser-twin-arc hybrid
welding and its effect on welding process / X. Gu, H. Li, L. Yang, Y. Gao // Opt.
Laser Technol., 48 (2013), pp. 246-253
26. Zhan, X. Comparison between hybrid laser-MIG welding and MIG
welding for the invar316 alloy / X. Zhan, Y. Li, W. Ou, F. Yu, J. Chen, Y. Wei //Opt.
Laser Technol., 85 (2016), pp. 75-84.
27. Kim, D.Y. Weldability evaluation and tensile strength estimation model
for aluminum alloy lap joint welding using hybrid system with laser and scanner head
Trans. / D.Y. Kim, Y.W. Park //Nonferrous Metals Soc. China, 22 (2012), pp. s596-
s604.
28. Gao, M. Process and joint characterizations of laser–MIG hybrid welding
of AZ31 magnesium alloy / M. Gao, S. Mei, Z. Wang, X. Li, X. Zeng //J. Mater.
Process. Technol., 212 (2012), pp. 1338-1346.
29. Ma, N. Residual stresses in laser-arc hybrid welded butt-joint with
different energy ratios / N. Ma, L. Li, H. Huang, S. Chang, H. Murakawa // J. Mater.
Process. Technol., 220 (2015), pp. 36-45
30. Watkins, K.G. Laser welding of magnesium alloys, magnesium
Technology // TMS Annual Meeting and Exhibition, San Diego, USA, 2003, pp.
153–156.
31.ФеллоузДж.(ред.)Фрактографияиатласфрактограмм
Справочник.— Пер. с англ. Шур Е.А. — Под ред. Бернштейна М.Л. — М.:
Металлургия, 1982. — 489 с.
32. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ
(ред. от 27.12.2018)
33. Положение о порядке обработки и защите персональных данных в
ИФПМ СО РАН [Текст]. – Томск: ИФПМ СО РАН, 2018. – 18c.
34. СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03. Санитарно-эпидемиологические правила
и нормативы «Гигиенические требования к персональным электронно-
вычислительным машинам и организации работы».
35. ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие
требования безопасности.
36. ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
37. СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95
38. ГОСТ 12.1.045-84 ССБТ. Электростатические поля. Допустимые
уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля.
39.ГОСТ12.2.091-2012(IEC61010-1:2001)Безопасность
электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного
применения.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Решение технологических проблем при обработке литого корпуса
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Повышение работоспособности торцовых фрез с механическим креплением режущих пластин
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии изготовления деталей насос-дозатора с применением операции дорнования
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка технологии автоматической сварки под слоем флюса тавровых балок на установке Corimpex
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка алгоритмов управления дугой горящей в динамическом режиме
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Электронно-лучевая сварка термоизолированной трубы
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)