Yugra State University BulletinYugra State University BulletinВестник Югорского государственного университета1816-92282078-9114Yugra State University63520010.18822/byusu202304112-119New materials and technologyНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИResearch ArticleLaser-acoustic welding of specimens of steel 12cr18n9tЛазерно-акустическая сварка образцов из стали 12х18н9тGorunovAndrey I.ГоруновАндрей Игоревич
Russian Federation

Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Laser and Additive Technologies

доктор технических наук, профессор кафедры лазерных и аддитивных технологий

gorunow.andrej@yandex.ruKazan National Research Technical University named after A.I. Tupolev – KAIКазанский национальный исследовательский технический университет им. А.И. Туполева – КАИ011220231941121191508202415082024Copyright ©; 2023, Yugra State UniversityCopyright ©; 2023, Югорский государственный университет2023Yugra State UniversityЮгорский государственный университетhttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://vestnikugrasu.org/byusu/article/view/635200

Subject of research: ultrasonic vibrations in the processes of laser welding and surfacing.

Purpose of research: the use of ultrasonic vibrations in the processes of laser welding and surfacing.

Object of research: the structure and properties of welded joints as a result of the effects of ultrasound on a metal melt.

Methods of research: optical and electron microscopy, local elemental analysis, X-ray tomography, and a series of tensile tests were used to study the influence of vibrations on the corresponding processes

Main results of research: the possibilities of using ultrasonic vibrations in the processes of laser welding and surfacing are shown. It is shown that ultrasonic vibrations can be used in two ways: ultrasonic operational processing during welding and surfacing and post-processing of the finished weld and deposited metal. Ultrasonic action leads to a decrease in the thickness of the weld and an increase in the depth of penetration and, leads to an increase in the tensile strength of the deposited material up to 1.3 times. It is shown that the effect is due to the formation of oriented thin–lamellar structures on the surface of the samples.

Предмет исследования: ультразвуковые колебания в процессах лазерной сварки и наплавки.

Цель исследования: использование ультразвуковых колебаний в процессах лазерной сварки и наплавки.

Объект исследования: структура и свойства сварных соединений в результате воздействий ультразвука на расплав металла.

Методы исследования: для исследования влияния вибраций на соответствующие процессы применяли оптическую и электронную микроскопию, локальный элементный анализ, рентгеновскую томографию и серию испытаний на растяжение.

Основные результаты исследования: показаны возможности использования ультразвуковых колебаний в процессах лазерной сварки труб из стали 12Х18Н9Т. Показано, что ультразвуковые колебания могут быть использованы двумя способами: ультразвуковая оперативная обработка при сварке и наплавке и постобработка готового сварного шва и наплавленного металла. Ультразвуковое воздействие приводит к уменьшению толщины сварного шва и увеличению глубины провара, а также к увеличению предела прочности на разрыв наплавленного материала до 1,3 раза. Показано, что эффект обусловлен образованием ориентированных тонкопластинчатой структуры на поверхности образцов.

laser weldingguidancestrengthhardnessmechanical propertiesweldmicrostructurecomposi-tionultrasoundvibrationsлазерная сварканаправкапрочностьтвердостьмеханические свойствасварной шовмик-роструктурасоставультразвукколебанияGardner L., Laser-welded stainless steel I–sections: Residual stress measurements and column buckling tests/Gardner L., Bu Y., Theofanous M. // Engineering Structures – V. 127. – 2016. – P. 536–548.Bu Y., Local stability of laser–welded stainless steel I–sections in bending/ Bu Y., Gardner L. // Journal of Constructional Steel Research – V. 148. – 2018. – P. 49–64.Bu Y., Gardner L., Laser–welded stainless steel I–section beam–columns: Testing, simulation and design/Bu Y., Gardner L. // Engineering Structures – V. 179. – 2019. – P. 23–36.Kolubaev Weld structure of low–carbon structural steel formed by ultrasonic–assisted laser welding / Kolubaev A. V., Sizova O. V., Fortuna S. V., Vorontsov A. V., Ivanov A. N., Kolu-baev E. A. // Journal of Constructional Steel Research – V. 172. – 2020. – 106190. – DOI:10.1016/j.jcsr.2020.106190Farabi N., Fatigue properties of laser welded dual–phase steel joints/Farabi N., Chen D.L., Zhou Y.//Procedia Engineering – V. 2. – 2010. – P. 835–843.Xu W., Tensile and fatigue properties of fiber laser welded high strength low alloy and DP980 dual–phase steel joints / Xu W., Westerbaan D., Nayak S.S., Chen D.L., Goodwin F., Zhou Y. // Materials and Design – V. 43. – 2013. – P. 373–383Jose M. J. Vibration assisted welding processes and their influence on quality of welds / Jose M. J., Kumar S. S., Sharma A. // Science and Technology of Welding and Joining – V. 21. – 2016. – P. 243–258.Пархимович, Э. М. Сварка и наплавка в ультразвуковом поле / Э. М. Пархимович. – М. : Наука и техника. – 1988. – 207 с. – Текст : непосредственный.