Лазерне зварювання аморфних стрічок зі сплаву на основі нікелю

Артемій  БЕРНАЦЬКИЙ; Владислав  ХАСКІН; Олена  БЕРДНІКОВА; Ольга  КУШНАРЬОВА; Юрій  НИКИТЕНКО; Олександр  СІОРА; Наталія  ШАМСУТДІНОВА; Олександр  ДАНИЛЕЙКО

doi:10.36910/automash.v2i19.900

Артемій БЕРНАЦЬКИЙ кандидат технічних наук, старший дослідник, завідувач відділу «Спеціалізована високовольтна техніка та лазерне зварювання», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0002-8050-5580
Владислав ХАСКІН доктор технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник відділу «Електротермічних процесів обробки матеріалів», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0003-3072-6761
Олена БЕРДНІКОВА доктор технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник відділу «Фізико-хімічних досліджень матеріалів», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0001-9754-9478
Ольга КУШНАРЬОВА кандидат технічних наук, старший науковий співробітник відділу «Фізико-хімічних досліджень матеріалів», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0002-2125-1795
Юрій НИКИТЕНКО кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник відділу «Плазмово-шлакової металургії», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0002-3603-2333
Олександр СІОРА науковий співробітник відділу «Спеціалізована високовольтна техніка та лазерне зварювання», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0003-1927-790X
Наталія ШАМСУТДІНОВА інженер відділу «Спеціалізована високовольтна техніка та лазерне зварювання», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0002-3525-0080
Олександр ДАНИЛЕЙКО інженер-технолог І категорії відділу «Спеціалізована високовольтна техніка та лазерне зварювання», Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної академії наук України; інженер І категорії кафедри лазерної техніки та фізико-технічних технологій Навчально-наукового інституту матеріалознавства та зварювання імені Є. О. Патона Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» https://orcid.org/0000-0002-8501-0421

DOI: https://doi.org/10.36910/automash.v2i19.900

Анотація

Надшвидке охолодження розплавів викликає зміну морфології структури, подрібнення структурних складових, значне підвищення взаємної розчинності компонентів, утворення нових метастабільних фаз, перехід в мікрокристалічний й іноді в аморфний стан металевих матеріалів. Зазначені зміни мікроструктури, фазового складу, кристалічної структури й навіть стану при надшвидкому гартуванні обумовлюють якісні й кількісні зміни багатьох їх фізико-хімічних властивостей. Автори вирішували завдання з’єднання аморфних стрічок для подальшого отримання більш широкого спектру напівфабрикатів та готових виробів з швидкозагартованих сплавів. Спроби такого з’єднання за допомогою паяння або дугового зварювання можуть призводити до розпаду аморфної структури, утворенню крихких кристалічних структур. Для запобігання цього ефекту необхідно вести зварювання з високими (понад 10⁵ °С/с) швидкостями охолодження зварювальної ванни. Дослідження показали, що основний метал стрічки зі сплаву Ni-Fe-Cr-Si-B, який має квазіаморфну структуру, не кристалізується після лазерного зварювання. Порівняння аморфних структур в основному металі та в зварному шві, показало, що в зоні зварного з’єднання отримані більш тонкі структури. Лазерне зварювання аморфних стрічок є перспективною технологією їхнього з’єднання. Проведені дослідження по отриманню зварного з’єднання аморфних стрічок як по довжині так і по ширині, для отримання більш широкого спектру напівфабрикатів та готових виробів з швидкозагартованих сплавів. Виявлено, що процес переходу аморфного сплаву в кристалічний стан після лазерного зварювання не відбувся. Встановлена принципова можливість отримання зварного з’єднання аморфної стрічки за допомогою лазерного випромінювання, зі збереженням аморфної структури.

Ключові слова: аморфні матеріали, експериментальні дослідження, лазерне зварювання, електронна просвічувальна мікроскопія, структура