Исследование структуры и свойства сварных соединений арматурного проката класса прочности A500C

Приведены результаты исследования причин пониженной прочности сварных соединений арматурного проката класса прочности А500С. Соединения были выполнены из арматурного проката диам. 12 мм, при этом одно из соединений выполнено из термомеханически упрочненного проката (образец 1), а другое из горячекатаного проката без последующей обработки (образец 2). Установлено, что структура сварного соединения 1 характеризуется наличием продуктов отпуска мартенсита – мартенситно-бейнитной структуры с твердостью порядка 327 – 339 HV. Наблюдаются характерные игольчатые и пакетные образования. Металл шва (ядра) имеет структуру, идентичную структуре зоны термического влияния на участке перегрева. Структура сварного соединения 2 представлена более выраженной зональностью. Прослеживается граница между металлом шва (ядром) и зоной термического влияния. В плоскости шлифа литое ядро наблюдается как тонкая светлая прослойка толщиной 30 – 40 мкм и твердостью около 180 – 190 HV, состоящая из феррита, не до конца подвергшегося послесварочной термической обработке. Также в металле шва повсеместно присутствуют шлаковые включения. В зоне термического влияния на участке перегрева наблюдаются бейнитные и видманштеттовые структуры. Твердость металла зоны термического влияния находится на уровне 250 – 265 HV. Наиболее вероятными причинами пониженной прочности сварных соединений являются повышенная хрупкость металла шва и зоны термического влияния вследствие высокой твердости (более 300 HV), а также наличие в металле шва (ядра) шлаковых включений. Последние выступают в качестве концентраторов напряжений и при внешних нагрузках являются источником разрушения.

арматурный прокат, точечная сварка, литое ядро, зона термического влияния, структура металла, дефекты сварки, шлаковые включения, твердость

1. Дубынина Т.Г. Добыча полезных ископаемых в России и ее регионах // Стратегия устойчивого развития регионов России. 2012. № 9. С. 26 – 31.

2. Видякина Е.В., Захарченко Н.Н., Душенко О.О., Филатов С.А. Предложения по предоставлению налогового вычета на ГРР с суммы налога на добычу полезных ископаемых // Недропользование XXI век. 2014. № 1 (45). С. 88 – 91.

3. Zhou K., Yao P. Overview of recent advances of process analysis and quality control in resistance spot welding // Mechanical Systems and Signal Processing. 2019. Vol. 124. No. 6. P. 170 – 198.

4. Dong Y., Teixeira A.P., Guedes Soares C. Fatigue reliability analysis of butt welded joints with misalignments based on hotspot stress approach // Marine Structures. 2019. Vol. 65. No. 5. P. 215 – 228.

5. DiGiovanni C., Biro E., Zhou N.Y. Impact of liquid metal embrittlement cracks on resistance spot weld static strength // Science and Technology of Welding and Joining 2019. Vol. 24. No. 3. P. 218 – 224.

6. Ordoñez J.H., Ambriz R.R., García C., Plascencia G., Jaramillo D. Overloading effect on the fatigue strength in resistance spot welding joints of a DP980 steel // International Journal of Fatigue 2019. Vol. 121. P. 163 – 171.

7. Lu Y., Peer A., Abke T., Kimchi M., Zhang W. Subcritical heat affected zone softening in hot-stamped boron steel during resistance spot welding // Materials and Design. 2018. Vol. 155. No. 10. P. 170 – 184.

8. Li Y.B., Zhang Q.X., Qi L., David S.A. Improving austenitic stainless steel resistance spot weld quality using external magnetic field // Science and Technology of Welding and Joining. 2018. Vol. 23. No. 7. P. 619 – 627.

9. Eftekharimilani P., van der Aa E.M., Hermans M.J.M., Richardson I.M. Microstructural characterisation of double pulse resistance spot welded advanced high strength steel // Science and Technology of Welding and Joining. 2017. Vol. 22. No. 7. P. 545 – 554.

10. Onar V., Aslanlar S., Akkaş N. Effect of welding current on tensilepeel loading of welding joints in TRIP 800 and micro-alloyed steels in resistance spot welding // Acta Physica Polonica A. 2017. Vol. 132. No. 3. P. 822 – 824.

11. Yürük A., Kahraman N. Weld zone characterization of stainless steel joined through electric resistance spot welding // International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2017. Vol. 92. No. 5-8. P. 2975 – 2986.

12. Arabi S.H., Pouranvari M., Movahedi M. Welding metallurgy of duplex stainless steel during resistance spot welding // Welding Journal 2017. Vol. 96. No. 9. P. 307 – 318.

13. Shirmohammadi D., Movahedi M., Pouranvari M. Resistance spot welding of martensitic stainless steel: Effect of initial base metal microstructure on weld microstructure and mechanical performance // Materials Science and Engineering A. 2017. Vol. 703. P. 154 – 161.

14. Li L., Chen F. Microstructure and mechanical properties of dissimilar steel plate resistance plug welding joints // China Welding (English Edition). 2017. Vol. 26. No. 2. P. 43 – 51.

15. Емелюшин А.Н., Шекшеев М.А., Пупейко А.А., Окулова А.А. Исследование формирования структуры многослойных сварных соединений трубной стали // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2012. Т. 1. № 70. С. 242 – 245.

16. Емелюшин А.Н., Беляев А.И., Шекшеев М.А. Современные методы выбора рациональных параметров режима сварки низколегированных сталей // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2012. Т. 2. № 70. С. 163, 164.

17. Михайлицын С.В., Шекшеев М.А., Сычков А.Б. Проектирование сварочных электродов для нефтегазового комплекса. – Магнитогорск: изд. МГТУ, 2016. – 182 с.

18. Mikhaylitsyn S.V., Sheksheev M.A., Mazur I.P., Platov S.I., Sychkov A.B. The research on surface properties of welding slags and electrode coatings // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2017. Vol. 52. No. 4. P. 724 – 730.

19. Naumov S.V., Ignatov M.N., Ignatova A.M., Artemov A.O. Development of slag base for welding fluxes from man-made mineral formations of Ural mining and smelting companies // Key Engineering Materials. 2017. Vol. 743. No. 6. P. 406 – 410.

20. Artemov A., Ignatov M., Ignatova A., Naumov S. Composition development and production technology of stone casting silicate materials and items // Key Engineering Materials. 2017. Vol. 743. No. 7. P. 401 – 405.