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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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