Формирование структуры и свойств низкоуглеродистой стали при лазерной сварке полосы в непрерывных агрегатах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат наук Лазарева, Анна Ивановна

• Лазарева, Анна Ивановна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Лазарева, Анна Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ КАК ПЕРСПЕКТИВНОГО МЕТОДА СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

1.1 Физические основы лазерной сварки и ее применение

1.2 Основные пространственно-энергетические параметры лазерной сварки

1.3 Особенности формирования структуры и свойств лазерных сварных соединений

1.4 Постановка цели и задачи работы

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы исследования и методика обработки

2.2 Методика светового микроскопического анализа

2.3 Методика сканирующего электронно-микроскопического анализа и рент-геноспектрального микроанализа

2.4 Методика количественного микроскопического анализа

2.5 Методика рентгеноструктурного анализа

2.6 Методика измерения микротвердости

ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКЕ ХОЛОДНОКАТАННЫХ ПОЛОС В УСЛОВИЯХ НЕПРЕРЫВНОГО АГРЕГАТА АНО/АНГЦ

3.1 Закономерности формирования кристаллических зон сварных соединений при лазерной сварке полосы из низкоуглеродистых сталей 10пс, 08пс и 08Ю

3.2 Закономерности формирования кристаллических зон сварных соединений при лазерной сварке полосы из сверхнизкоуглеродистой стали 006/Ш, микролегированной титаном и ниобием

Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ НА ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ

4.1 Влияние мощности лазера и скорости сварки на формирование микроструктуры и свойств сварных соединений

4.2 Влияние расстояния расфокусировки на формирование сварных соединений при лазерной сварке

Выводы по главе 4

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ В УСЛОВИЯХ АГРЕГАТА АНО/АНГЦ НА ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЛАЗЕРНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОЛОСЫ

5.1 Влияние предварительного нагрева свариваемых кромок полос на микроструктуру и свойства лазерных сварных соединений

5.2 Влияние нагрева после лазерной сварки на микроструктуру и свойства сварных соединений

5.3 Формирование микроструктуры и свойств лазерных сварных соединений полосы из низкоуглеродистых сталей и сверхнизкоуглеродистой стали, микролегированной титаном и ниобием, при рекристаллизационном отжиге в

условиях непрерывного агрегата

Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

136

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование структуры и свойств низкоуглеродистой стали при лазерной сварке полосы в непрерывных агрегатах»

ВВЕДЕНИЕ

В современной России важной тенденцией дальнейшего развития экономики является внедрение и освоение передовых мировых технологий на отечественных промышленных предприятиях [1]. На одном из ведущих предприятий металлургической отрасли России ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК) освоена новейшая технология производства современных и перспективных видов холоднокатаной продукции для автомобильной и строительной отраслей промышленности, а также для производства товаров широкого потребления [2]. Летом 2012 г. в листопрокатном цехе № 11 (ЛПЦ -11) ММК была запущена в строй вторая очередь, включающая агрегат непрерывного отжига, совмещенный с агрегатом непрерывного горячего цинкования (АНО/АНГЦ), агрегат непрерывного горячего цинкования холоднокатаных полос (АНГЦ-3) и агрегат инспекции полосы (АИ). Особенностью технологий, осваиваемых в этом комплексе холодной прокатки, явилось применение в головных частях всех линий укрупнения рулонов методом лазерной сварки [3]. В мировой практике этот способ соединения полос в линиях непрерывных агрегатов признан одним из самых современных и перспективных методов соединения металлов, привлекающих внимание в последние годы, что было изложено в работах Н. Лонгфилда, Т. Леишаута, Х. Мохбачера, С. Катаямы.

В России опыт применения лазерной сварки холоднокатаных полос в технологических потоках на момент проведения пуско-наладочных работ в условиях непрерывных агрегатов второй очереди ЛПЦ-11 отсутствовал, что затрудняло ее освоение и эффективное использование в технологическом процессе [2].

Огромное влияние на устойчивость технологического процесса в условиях непрерывных агрегатов оказывает качество сварного соединения. Если сваренную полосу с некачественным сварным соединением отправить в линию агрегата, то может произойти обрыв в зоне сварного шва и полная длительная остановка линии до тех пор, пока полоса не будет извлечена [4]. Это вызывает

необходимость достаточно длительной остановки технологического процесса, которая может доходить до двух дней. Кроме того, при непрерывности движения полосы по агрегату на значительных скоростях (180-200 м/мин) практически отсутствует запас времени на дополнительную сварку в случае неудовлетворительного качества сварного шва. В связи с этим необходима такая технология лазерной сварки, которая обеспечивала бы в достаточно широком диапазоне режимов гарантированно стабильное качество сварного соединения, а также давала бы возможность производить отгрузку металлопроката потребителю со сварным соединением.

В связи с этим актуальность работы обоснована необходимостью проведения комплексного исследования условий формирования при лазерной сварке полосы качественного технологического сварного шва, пригодного для транспортирования в линии непрерывного агрегата.

Актуальность работы подтверждена соответствием ее тематике проектной части государственного задания в сфере научной деятельности (№ 11.1525.2014К от 18.07.2014 г.) и договору с ПАО «ММК» № 201380 от 04.05.2012 г.

Целью работы является выявление закономерностей формирования структуры и свойств сварных соединений в стальной полосе, обеспечивающих ее безобрывную транспортировку после лазерной сварки в непрерывных агрегатах комплекса холодной прокатки ММК.

В рамках выполнения поставленной цели исследования решались следующие задачи:

1. Исследовать закономерности структурообразования и формирования свойств сварного соединения при лазерной сварке полосы из низкоуглеродистой и сверхнизкоуглеродистой стали, микролегированной титаном и ниобием, в условиях непрерывного агрегата АНО/АНГЦ.

2. Установить влияние основных пространственно -энергетических параметров лазерной сварки на структуру и свойства сварных соединений из низ-

коуглеродистых сталей и сверхнизкоуглеродистой стали, микролегированной титаном и ниобием.

3. Определить влияние предварительного и последующего нагревов при лазерной сварке, а также рекристаллизационного отжига полосы в непрерывном агрегате на структуру и свойства сварных соединений.

4. Дать рекомендации по технологическим режимам лазерной сварки полосы из низкоуглеродистой стали различного размерно -марочного сортамента, обеспечивающих ее безобрывную транспортировку в линиях непрерывных агрегатов листопрокатного цеха № 11 (ЛПЦ -11) ПАО «ММК».

Научная новизна:

1. Впервые установлен структурно-фазовый состав и выявлены закономерности формирования кристаллических зон, характер распределения микротвердости и особенности области разупрочнения в лазерных сварных соединениях холоднокатаной полосы из низкоуглеродистой стали марок 08пс, 10пс, 08Ю и сверхнизкоуглеродистой стали 006/Ш, микролегированной титаном и ниобием, при сварке в условиях непрерывных агрегатов. Показано, что основное влияние на протяженность области разупрочнения в сварном соединении оказывает зона перекристаллизации, которая увеличивает протяженность обл а-сти разупрочнения в 2-3 раза.

2. Определены основные пространственно -энергетические параметры лазерной сварки и получены количественные зависимости, показывающие их влияние на протяженность кристаллических зон и области разупрочнения, размеры структурных элементов и распределение микротвердости. Доказано, что для улучшения качества сварного соединения при сварке полос толщиной 0,4-0,7 мм мощность лазера должна быть выбрана из диапазона 2,3 -3,3 кВт при скорости сварки 6,5-7,0 м/мин и расстоянии расфокусировки 4,0-5,0 мм, а при толщине свариваемых полос 0,8 -1,0 мм мощность лазера рекомендуется увеличивать до 3,3-3,5 кВт при скорости сварки 7,0-7,5 м/мин и расстоянии расфокусировки 6,0-6,5 мм.

3. Установлено, что рекристаллизационный отжиг непрерывной полосы из низкоуглеродистой стали марок 08пс, 10пс, 08Ю и сверхнизкоуглероди-стой стали 006/IF, микролегированной титаном и ниобием, приводит к снижению микротвердости и величины остаточных напряжений в зоне лазерного сварного шва и в околошовной зоне и более однородному их распределению.

Практическая значимость и реализация результатов работы состоит в следующем:

1. Выявлено, что предварительный нагрев кромок свариваемых полос незначительно снижает микротвердость в зоне сварного шва и в околошовной зоне и несколько увеличивает протяженность кристаллических зон, поэтому его мощность необходимо уменьшать.

2. Установлено, что при последующем нагреве сварных соединений наблюдается рост зерна в зоне перегрева, снижение микротвердости в зоне сварного шва и в околошовной зоне и резкое увеличение протяженности зон перекристаллизации, рекристаллизации и области разупрочнения при мощности выше 4,5 кВт, что увеличивает вероятность обрыва полосы в линиях непрерывных агрегатов.

3. Установлены основные параметры лазерной сварки полосы из сталей 08пс, 10пс, 08Ю и 006/Ш (мощность лазера, скорость сварки, расстояние расфокусировки), а также мощности предварительного и последующего нагревов, обеспечивающие получение сварного соединения с наименьшей протяженностью области разупрочнения и исключающие обрыв полосы при транспортировке в линиях непрерывных агрегатов.

4. На основании полученных данных были рекомендованы наиболее приемлемые режимы лазерной сварки полос из низкоуглеродистых сталей и сверхнизкоуглеродистой стали, микролегированной титаном и ниобием, которые позволили получать лазерные сварные соединения, пригодные для безобрывного транспортирования в линиях непрерывных агрегатов комплекса холодной прокатки ЛПЦ-11 ПАО «ММК», что подтверждено актом внедрения.

Личный вклад автора. Автор участвовал в постановке целей и задач иссле-

дования, проведении экспериментов и обсуждении полученных результатов, а также в написании статей по теме диссертационной работы. Обработка полученных экспериментальных данных, формулировка выводов и заключений были выполнены автором самостоятельно либо при его непосредственном участии.

Положения, выносимые на защиту, и результаты:

1. Особенности структурно-фазового состава и свойств сварных соединений, характеризующие строение и протяженность кристаллических зон, распределение микротвердости и протяженность области разупрочнения в сварных соединениях, формирующихся при лазерной сварке непрерывной полосы из низкоуглеродистой стали марок 08пс, 10пс, 08Ю и сверхнизкоуглеро-дистой стали 006/Ш, микролегированной титаном и ниобием, в условиях непрерывных агрегатов.

2. Качественные и количественные закономерности, показывающие влияние основных пространственно-энергетических параметров лазерной сварки (мощность лазера, скорость сварки, расстояние расфокусировки), а также предварительного и последующего нагревов и рекристаллизационного отжига на формирование микроструктуры и протяженность кристаллических зон, размеры структурных элементов, распределение микротвердости и протяженность области разупрочнения лазерных сварных соединений в непрерывной полосе из сталей 08пс, 10пс, 08Ю и 006/Ш.

3. Основные пространственно-энергетические параметры лазерной сварки, уменьшающие протяженность зоны перекристаллизации и улучшающие качество сварных соединений: для полос толщиной 0,4-0,7 мм мощность лазера 2,3-3,3 кВт, скорость сварки 6,5-7 м/мин при расстоянии расфокусировки 4,0-5,0 мм; при толщине свариваемых полос 0,8 -1,0 мм мощность лазера 3,3-3,5 кВт, скорость сварки 7-7,5 м/мин при расстоянии расфокусировки 6,0-6,5 мм.

Степень достоверности подтверждается применением современных методов исследования микроструктуры и свойств лазерных сварных соединений (световая и растровая электронная микроскопия, количественный микроскопи-

ческий анализ, рентгеноспектральный микроанализ, рентгеноструктурный анализ, дюрометрический метод) и непротиворечивостью полученных результатов имеющимся данным других исследователей и современным теоретическим представлениям металловедения и термической обработки. Результаты проведенного комплекса исследований подтверждены их использованием в промышленных условиях при получении качественных сварных швов, обеспечивающих безобрывную транспортировку полосы через линии непрерывных агрегатов в ЛПЦ-11 ММК.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на: VIII заочная конференция «Research Journal of International Studies» (On-line журнал, 2012 г.), XIII, XIV, XVII Международные научно-технические Уральские школы-семинары молодых ученых-металловедов (г. Екатеринбург, 2012, 2013, 2016 гг.), XIII и XIV научно-технические конференции молодых работников (международный этап) (г. Магнитогорск, 2013, 2014 гг.), Всероссийская молодежная научная конференция «Инновации в материаловедении» (г. Москва, 2013 г.), X Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов (г. Москва, 2013г.), 71, 72, 75 Международные научно-технические конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (г. Магнитогорск, 2013, 2014, 2017 гг.), 2-я и 3-я Международные научно-практические конференции «Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении» (г. Пермь, 2014, 2016 гг.), XVIII International Scientific Conference "New Technologies and Achievements in Metallurgy, Material Engineering and Production Engineering" (г. Ченстохова, Польша, 2017 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 16 научных публикаций, в т.ч. 4 в рецензируемых изданиях из перечня ВАК РФ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ КАК ПЕРСПЕКТИВНОГО МЕТОДА СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

1.1 Физические основы лазерной сварки и ее применение

Развитие современного производства обуславливает все возрастающее внедрение наукоемких технологий [5]. В 1954 г. В США был создан прибор, названный мазером (microwave amplification by stimulated emission of radiation) -микроволновый усилитель электромагнитных волн за счет вынужденного излучения в диапазоне сантиметровых волн. Это физическое явление было открыто в 1951 году советскими учеными Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым. Затем данный принцип усиления был распространен в 1960 г. американским ученым Т. Мейма-ном на значительно более короткие длины волн. В итоге был разработан первый твердотельный рубиновый лазер (light amplification by stimulated emission of radiation, что означает в переводе «усиление света посредством индуцирования эмиссии излучения») или оптический квантовый генератор для усиления световых волн с помощью вынужденного излучения в оптическом диапазоне длин волн [6, 7].

Следует отметить, что в основе работы любого лазера лежат три явления, происходящие при взаимодействии электромагнитных волн с веществом, а именно: процессы спонтанного и вынужденного излучения и процесс поглощения, что показано на рисунке 1.1.

При спонтанном излучении (рисунок 1.1, а) атом, испуская фотон, переходит с верхнего энергетического уровня 2 на нижний уровень 1. При этом освобождается энергия в виде электромагнитной волны. При вынужденном излучении (рисунок 1.1, б) падающий фотон вызывает переход атома с верхнего энергетического уровня на нижний, в результате чего получают два фотона: падающий и испущенный. В процессе поглощения (рисунок 1.1, в) падающий фотон обычно поглощается, вызывая переход атома с нижнего уровня на верхний уровень [6].

2

Испущенный

фотон -►

Падающий фотон.

2

2

> к

—► Падающий

Испущенные фотон

фотоны

—►

а

б

Рисунок 1.1 - Явления, происходящие при взаимодействии электромагнитных волн с веществом: спонтанное излучение (а), вынужденное излучение (б) и

поглощение (в) [6]

1

1

1

в

В настоящее время создано множество различных технологических методов на основе лазерной обработки материалов, таких как резка и сверление, высокотемпературная сварка, низкотемпературная пайка, процессы обработки поверхности (упрочнение в результате фазового превращения, плакирование и отжиг) [7]. Особое внимание в последние годы привлекает лазерная сварка, представляющая собой технологический процесс получения неразъемного соединения путем местного расплавления металлов по примыкающим поверхностям лазерным лучом высокой мощности и высокой плотности энергии [8]. Следует отметить, что лазерное излучение обеспечивает концентрацию энергии, значительно превосходящую другие источники энергии, используемые для сварки [9-12]. Лазерная сварка незаменима при создании конкурентоспособной продукции, благодаря местному характеру теплового воздействия, минимальной термической деформации, широкому диапазону регулирования энергетических характеристик лазерного луча, обеспечивающих жесткий термический цикл с высокими скоростями нагрева и охлаждения [13]. Поэтому лазерная сварка признана одной из самых современных и перспективных передовых технологий соединения материалов.

В процессе лазерной сварки при облучении поверхности тела светом энергия квантов света поглощается этой поверхностью. Образуется теплота, повыша-

ющая температуру поверхности облучаемого тела. При концентрации световой энергии на малом участке поверхность образца нагревается до температуры, превышающей температуру плавления материала, и после прекращения лазерного воздействия начинает охлаждаться за счет отвода теплоты в объем металла [14, 15]. Таким образом, практически мгновенно нагретый участок оказывается в окружении холодного металла, который интенсивно отводит тепло, обеспечивая почти столь же быстрое охлаждение [5].

В большинстве случаев лазерная сварка не требует вакуумных камер и может осуществляться в атмосфере воздуха либо в среде защитных нейтральных газов (аргон, гелий), а также в среде углекислого газа [14, 16]. Лазерный луч может быть с легкостью транспортирован с помощью зеркальных оптических систем в труднодоступные места и подаваться на значительные расстояния без потерь энергии [14]. Следует отметить, что параметры лазерного излучения легко поддаются контролю и управлению [17]. Все эти характерные особенности лазерного излучения создают возможность легкого и оперативного управления процессом лазерной сварки [15].

C момента появления лазерного излучения в начале 1960-х годов его применение при сварке стало все шире использоваться в различных отраслях [16]. С конца 1970-х годов в автомобильной промышленности начали применять СО2-лазерную сварку. СО2-лазером были сварены, в частности, различные части силовых агрегатов, включая элементы коробки передач, ступицы и валы [17]. В настоящее время лазерная сварка повсеместно внедрена в производство частей кузова автомобиля, таких как двери, передние и боковые панели, боковые балки и арки колес. Например, кеонцерн Audi сваривает лазером в производимых ими моделях A2 около 20 метров корпуса. В российской автомобильной промышленности в настоящее время показатели производительности лазерной сварки позволяют приобрести конкурентоспособность на мировом рынке.

Лазерная сварка также широко применяется в авиационной промышленности. Например, Airbus начал применять СО2-лазеры для сварки стрингера и обшивки фюзеляжа на панелях самолетов в начале 2000-х [18-20]. В российской

аэрокосмической промышленности применение технологии лазерной сварки в наши дни позволяет значительно сократить массу конструкции воздушного судна, что способствует увеличению коэффициента использования топлива.

В судостроении первым применением лазерной сварки стало производство трехслойных панелей на верфи Meyer Werft в середине 1990-х [21]. Тогда производилась сварка плоских панелей до 10 мм в толщину к балкам с помощью СО2-лазера мощностью 12 кВт. Тем самым было достигнуто снижение веса при высокой прочности, повышение твердости и уменьшение уровня искажений.

В начале 1980-х годов СО2-лазеры начали использовать для повышения производительности при изготовлении сварных труб малого диаметра из нержавеющей стали. В середине 1990-х годов для изготовления толстостенных труб была применена сварка СО2-лазером мощностью 25 кВт в сочетании с высокочастотной индукционной катушкой подогрева [22, 23].

Инновационные способы лазерной сварки также играют важную роль в развитии медицинской промышленности. К ним можно отнести сварку механических деталей, требующих прецизионной обработки, таких как имплантаты и хирургические инструменты, которые должны соответствовать строгим механическим характеристикам и требованиям герметизации [24].

Лазерная сварка также может быть использована при присоединении различных видов пластиков, разнородных металлов, таких как чугуны и стали, стали и алюминиевые сплавы, металлы и пластмассы [25].

Таким образом, производители деталей для конструкций воздушных судов, автомобилей и медицинского оборудования признали преимущества и уникальные возможности лазерной сварки. Поэтому в последние годы лазерная сварка все чаще используется как перспективная высококачественная технология соединения материалов, обеспечивающая высокую точность и высокую производительность процесса [26-29].

В металлургии применение лазерной сварки началось с начала 1980-х годов с использования СО2-лазеров мощностью 5-10 кВт на линиях непрерывных агрегатов для сварки листов горячего или холодного проката. В начале 2000-х годов

для сварки горячих стальных стержней толщиной 30 мм на непрерывной линии чистовой прокатки были применены два СО2-лазера мощностью по 45 кВт [30], благодаря чему качество сопряжения листов было значительно улучшено.

Следует отметить, что газовый СО2-лазер был изобретен С.К.Н. Пателем, сотрудником Bell Laboratories, еще в 1964 году и был впервые применен компанией Боинг для резки и сварки титана в 1966 году [8]. За годы, прошедшие со времени создания газовых СО2-лазеров, их мощность в непрерывном режиме излучения выросла от милливатта до многих киловатт [31]. В литературе также приводятся сведения о СО2-лазерах мощностью 10 кВт [32], 20 кВт [33], 50 кВт [34] и даже 135 кВт [35] в непрерывном режиме генерации.

В настоящее время газовый СО2-лазер представляет собой заполненную смесью газов (CO2+N2+He) трубку с электродами, ограниченную с двух сторон параллельными непрозрачным и полупрозрачным зеркалами, как показано на рисунке 1.2. При возбуждении электрическим разрядом постоянного тока смеси газов в газовой трубке возникают быстрые электроны, которые возбуждают газовые молекулы. Таким образом, образуются кванты света, генерируемые в лазерное излучение, выходящие из резонатора через одно из зеркал. Следует отметить, что по сравнению с другими лазерными системами CO2-лазеры имеют ряд преимуществ. Они обладают высоким качеством луча, относительно низкой стоимостью, а также с легкостью могут переходить к большим мощностям.

В феврале 2007 года на ММК было принято решение о строительстве комплекса холодной прокатки для выпуска автомобильного листа, соответствующего мировым стандартам качества, и уже в марте 2008 года началось строительство первой очереди ЛИЦ-11. Благодаря новому комплексу холодной прокатки стало возможным производство холоднокатаных листов в рулонах массой до 43,5 тонн, толщиной полосы 0,28-3,0 мм и шириной полосы 850-1880 мм.

В июле 2011 года была введена в эксплуатацию первая очередь комплекса холодной прокатки, состоящая из непрерывной травильной линии турбулентного травления в соляной кислоте, совмещённая со станом холодной прокатки 2000. Во входном участке транспортировки рулонов непрерывной травильной линии уста-

□тр-ажагащее

■фалд

ГГ

tmnmmm газоразрядная

трубка

" лолупр05рачн№

У /

г/

НПДЯНДЯ ШГкТрОДЬ!

ЛАД ' рубашка охлаждения

""■■ Йалпйны С0г Пг Не с

О

/

насйсдни прокачки iasou

Рисунок 1.2 - Схема газового СО2-лазера [36]

новлена лазерная сварочная машина фирмы Miebach для сварки полос горячекатаного проката, поступающей в ЛПЦ-11 продукции.

В июне 2012 года была введена в эксплуатацию вторая очередь комплекса холодной прокатки. В ее состав вошли непрерывные агрегаты АНО/АНГЦ, АНГЦ-3 и АИ. Во входных секциях этих агрегатов были установлены лазерные сварочные машины для сварки холоднокатаных полос, прошедших обработку на стане холодной прокатки 2000.

Особенностью лазерных сварочных машины фирмы Miebach является применение газового СО2-лазера непрерывного действия, который может производить лазерный луч с длиной волны 10,6 мкм, а также возможность проведения предварительного нагрева кромок свариваемых полос и последующего нагрева сварных соединений.

Предварительный нагрев кромок свариваемых поверхностей позволяет уменьшать скорость охлаждения сварного соединения в процессе термического цикла сварки [37]. Авторы работы [38] отмечают, что с уменьшением скорости охлаждения сварного соединения в его микроструктуре снижается объемная доля закалочных структур, что понижает твердость сварного соединения и уменьшает склонность к образованию холодных трещин [39]. Последующий нагрев сварных

соединений проводят для снижения остаточных напряжений, которые образуются при кристаллизации металла сварочной ванны [8, 37].

Результатом проведения лазерной сварки полос на стыкосварочных машинах Miebach в условиях непрерывных агрегатов комплекса холодной прокатки ЛИЦ-11 является технологический шов, который должен обеспечить безобрывное прохождение полосы через множество изгибающих секций линий непрерывных агрегатов на значительных скоростях перемещения (180-200 м/мин).

Применение лазерной сварки в промышленных потоках на момент проведения пуско-наладочных работ в условиях непрерывных агрегатов второй очереди ЛИЦ-11 отсутствовало. В связи с этим требовалось проведение комплексного исследования условий формирования качественного технологического сварного шва для разработки режимов лазерной сварки, чтобы избежать длительных и дорогостоящих остановок технологического процесса.

1.2 Основные пространственно-энергетические параметры лазерной сварки

В настоящее время одной из сильных сторон применения лазерной сварки принято считать то, что лазерное излучение может быть сосредоточено в малом фокусном пятне. При этом достигается высокая плотность мощности лазерного пучка, которую удобно контролировать [40]. Плотности мощности лазерного излучения, при которых проводят лазерную сварку, находятся в диапазоне

4 7 2

10-10' Вт/см2. Известно, что проводить лазерную сварку при плотности мощно-

4 2

сти меньше 104 Вт/см2 считается неэффективным, потому что в этом случае более

экономичны другие методы сварки, такие как дуговая или газопламенная. При

7 2

плотности мощности больше 107 Вт/см2 свариваемый металл начинает интенсивно испаряться, что приводит к возникновению дефектов сварного соединения. Применение разных плотностей мощности лазерного излучения позволяет реали-зовывать принципиально отличающиеся друг от друга механизмы проплавления свариваемых поверхностей: режим проводимости и режим образования канала проплавления [41].

Анализ литературных данных показал, что лазерная сварка в режиме проводимости была впервые проведена еще в 1970 году при сварке термокапсул в контейнере для образцов, выполненных для космического корабля Apollo [42], а также использовалась в блоках электронной аппаратуры и при сварке недрагоценных сплавов в области стоматологии [43]. При этом изучение явления лазерной сварки в режиме образования канала проплавления началось еще в 1959 г. Оно было зафиксировано при обработке материалов мощным электронным лучом. Позднее, уже в 1970-х годах после создания газовых лазеров этот же эффект был обнаружен и при обработке материала лазерным излучением [44].

Лазерную сварку в режиме проводимости осуществляют при плотности

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лазарева, Анна Ивановна, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Приказ Министерства промышленности и торговли РФ от 5 мая 2014 г. № 839 "Об утверждении Стратегии развития черной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 года и Стратегии развития цветной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 года" [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http: //www.garant .ru/products/ipo/prime/doc/70595824/

2. Дубровский, Б.А. Освоение технологий производства проката в новом комплексе холодной прокатки / Б.А. Дубровский, П.В. Шиляев, С.А. Ласьков, А.В. Горбунов, С.А. Лукьянов, Э.М. Голубчик // Сталь. - 2012. - № 2. - С. 63-65.

3. Голубчик, Э.М. Влияние отжига на формирование микроструктуры и свойств сварных соединений, полученных при лазерной сварке полос из низкоуглеродистых сталей / Э.М. Голубчик, Н.В. Копцева, А.И. Мешкова, Ю.Ю. Ефимова // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2013. - № 2 (42). - С. 56-59.

4. Longfield, N. Improving laser welding efficiency / N. Longfield, T. Leishout, Im. de Wit, T. Van Der Veldt // Welding Journal. - 2007. - Volume 86. -№ 5. - P. 52-54.

5. Садовский, В.Д. Лазерный нагрев и структура стали: Атлас микроструктур / В.Д. Садовский, В.М. Счастливцев, Т.И. Табатчикова, И.Л. Яковлева. -Свердловск: УрО АН СССР, 1989. - 100 с.

6. Григорьев, С.Н. Лазерная обработка. Современные технологические процессы / С.Н. Григорьев, А.Г. Андреев. - М.: Изд-во «ИТО», 2010. - 92 с.

7. Завалищин, А.Н. Модификация поверхности металлических изделий с использованием покрытий / А.Н. Завалищин, О.М. Смирнов, С.А. Тулупов. -М.: Орбита-М, 2012. - 335 c.

8. Катаяма, С. Справочник по лазерной сварке / С. Катаяма - Москва: Техносфера, 2015. - 704 с.

9. Рэди, Дж. Действие мощного лазерного излучения / Дж. Рэди. -М.: Мир, 1974. - 468 с.

10. Игнатов, А.Г. Лазерное технологическое оборудование для обработки материалов / А.Г. Игнатов, А.В. Козлов, А.И. Скрипченко. - Л.: ЦНИИ РУМБ, 1988. - 188 с.

11. Игнатов, А.Г. Отчет о НИР СКТБ "СТО" МЭТПК. Состояние и перспективы применения лазерной обработки в СССР и за рубежом / А.Г. Игнатов, А.И. Скрипченко, В.И. Лукьянов. - Ленинград-Минусинск: ЛазерИнформ, 1989. -297 с.

12. Игнатов, А.Г. Научно-практический семинар «Лазерные технологии и оборудование в промышленности» / А.Г. Игнатов // ЛазерИнформ. - 2005. -№ 10 (313). - С.13-14.

13. Гнюсов, С.Ф. Структурно-фазовое состояние и механические свойства сварных соединений при лазерной сварке титана и нержавеющей стали / С.Ф. Гнюсов, А.М. Оришич // Известия Томского политехнического университета. -2012. - Том 321. - № 2. - С. 94-99.

14. Левин, Г.И. Решение одномерной задачи Стефана для импульсного режима лазерной сварки / Г.И. Левин // Сварочное производство. - 1992. - № 1. -С. 31-33.

15. Гребенников, В.А. Охрупчивание сварных соединений, выполненных импульсной лазерной сваркой / В.А. Гребенников, А.А. Углов, А.И. Еремин // Сварочное производство. - 1997. - № 9. - С. 3-7.

16. Игнатов, А.Г. Лазерная сварка сталей мощными СО2-лазерами, Часть 1 / А.Г. Игнатов // Фотоника. - 2008. - № 6. - C. 10-17.

17. Григорьянц, А.Г. Лазерная сварка стальных змейковых сепараторов подшипников / А.Г. Григорьянц, A.A. Гусев, Е.Г. Зайчиков // Сварочное производство. - 1997. - № 5. - С. 21-23.

18. Katayama, S. Lazer welding / S. Katayama // Ferrum (Bulletin of the Iron and Steel Institute of Japan). - 2012. - № 17 (1). - P. 18-29.

19. Katayama, S. Lazer welding of aluminum alloys / S. Katayama // Kei-kinzoku (Jornal of Japan Institute of Light Metals). - 2012. - № 62 (2). - P. 75-83.

20. Ahmed, N. Developments in advanced welding / N. Ahmed. - Cambridge: Woodhead Publishing, 2005. - 308 p.

21. Roland, F. Advanced joining techniques in European shipbuilding / F. Roland, L. Manzon, P. Kujala, M. Bredy, J. Weitzenbock // Journal of Ship Production. -2004. - № 20. - P. 200-210.

22. Duley, W. Laser Welding, John Wiley & Sons / W. Duley. - Chichester, 1999. - 264 р.

23. Petring, D. Laser applications in European automotive manufacturing: Historical review and recent trends / D. Petring // Journal of the Japan Welding Society. -2004. - № 73. - P. 7-14.

24. Скрипченко А.И. Лазерная сварка [Электронный ресурс] / А.И. Скрипченко, А.Г. Игнатов // Лазер резерв. - Режим доступа: http://www.laser-reserv.ru/pub/lazernyetehnologii/lazernaya_svarka/

25. Schumacher, J. Laser beam welding of aircraft fuselage panels / J. Schumacher, I. Zerner, G. Neye, K. Thormann // Proceedings of ICALEO. - 2002. -Paper 201.

26. Vollertsen, F. Innovative welding strategies for the manufacture of large aircraft / F. Vollertsen, J. Schumacher, K. Schneider, T. Seefield // Technical trends and future prospectives of welding technology for transportation (Osaka, 15-16 July). -2004. - P. 231-247.

27. Katayama, S. Laser welding of manufacturing innovation / S. Katayama // Journal of the Japan Welding Society. - 2009. - № 78. - P. 682-692.

28. Ono, M. Development of high power pipe welding process / M. Ono, T. Shinozaki, Y. Shinbo, Y. Sekine, K. Iwasaki, M. Takahashi // Quarterly Journal of the Japan Welding Society. - 2001. - № 19. - Р. 233-240.

29. Hayashi, T. Development of high power welding process for pipe / T. Hayashi, Y. Inaba, Y. Matuhito, T. Yamada, T. Kudo // Proceedings of ICALEO. -1996. - Р. 132 - 140.

30. Minamida, K. High power laser applications in Nippon Steel Corporation / K. Minamida // Proceedings of SPIE. - 2002. - Volume 4831. - Р. 402-410.

31. Вандерверт, Т. Перспективы лазерной сварки в Российской промышленности - обеспечение наиболее эффективного процесса / Т. Вандерверт // Комплект: ИТО. - 2013. - № 3. - С. 50-53.

32. Райзер, Ю.П. Мощные электроразрядные лазеры на углекислом газе / Ю.П. Райзер // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - № 8. - С. 99-104.

33. Baranov, G.A. Soviet development of laser equipment for commercial applications (CO2-laser up to 20 kW) / G.A. Baranov, V.V. Khukharov. - The Industrial Laser Handbook. Ed. Springer-Verlag, 1993. - 140 p.

34. Naumov, V.G. Physics of low temperature plasma and CO2-Lasers with average power up to 50kW for industrial applications // V.G. Naumov, A.V. Rodin // Proceedings of the International Conference on Lasers' 94. - 1994. - Р. 171-175.

35. Lander, M.L. CW CO2 laser system producing output power up to 135 kW / M.L. Lander // Proceedings of SPIE. - 1997. - Volume 3092. - P. 186-189.

36. Лазерная сварка. Каталог Рудетранссервис [Электронный ресурс]. -Режим доступа:

http: //www. rudetrans. ru/o - svarke/l azernaya_svarka/

37. Srivastava, B.K. A review on effect of preheating and/or post weld heat treatment (PWHT) on mechanical behavior of ferrous metals / B.K. Srivastava, S.P. Tewari, J. Prakash // International Journal of Engineering Science and Technology. - 2010. - Volume 2 (4). - P. 625-631.

38. Xue, Q. Constitutive response of welded HSLA 100 steel / Q. Xue, D. Benson, M.A. Meyers, V.F. Nesterenko, E.A. Olevsky // Materials Science and Engineering. - 2003. - A 354. - P. 166-179.

39. Lin, Y.C. Effect of preheating on the residual stress in type 304 stainless steel weldment / Y.C. Lin, K.H. Lee // Journal of Materials Processing Technology. -1997. - Volume 63, Issues 1-3. - P. 797-801.

40. Шаймарданов, Р. Лазер CO2: гибкое, надежное и испытанное средство / Р. Шаймарданов // Фотоника. - 2011. - № 4. - С. 8-12.

41. Lampa, C. Laser Welding of dissimilar metals / C. Lampa, I. Sarady, J. Powell, J. Mattson, C. Magnusson // Conference Proceedings Of 4th Conference on Laser Materials Processing in the Nordic Countries, NOLAMP. - 1993. - Р. 215-224.

42. Emerson, W.F. Laser-beam welding seals electronic packages / W.F. Emerson // Welding Design and Fabrication. - 1996. - № 69 (4). - Р. 43-44.

43. Bertrand, C. The laser welding technique applied to the non precious dental alloys procedure and results / C. Bertrand // British Dental Journal. - 2001. - № 190. -Р. 255-257.

44. Dausinger, F. Energy coupling efficiency in laser surface treatment / F. Dausinger, J. Shen // ISIJ International. - 1993. - № 33. - Р. 925-933.

45. Мурзин, С.П. Формирование сварного соединения импульсным лазерным излучением с регулируемым пространственным распределением мощности // С.П. Мурзин, В.И. Артюшина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2006. - Том 8. - № 2. - С. 441-444.

46. Steen, W.M. Laser material processing / W.M. Steen. - London: Springer, 2003. - 195 p.

47. Sanchez-Amaya, J.M. Laser welding of AA5083 samples by high power diod laser / J.M. Sanchez-Amaya, T. Delgado, J.J. De Damborena, V. Lopez, F.J. Botana // Sience and Technology of Welding and Joining. - 2009. - № 14 (1). -Р. 78-86.

48. Nath, A.K. Laser power coupling efficiency in conduction and keyhole welding of austenic stainless steel / A.K. Nath, R. Sridhar, P. Ganesh, R. Kaul // Sadha-na - Academy Proceedings in Engineering Sciences. - 2002. - Part 3. - № 27. - Р. 383392.

49. Ion, J.C. Laser processing of engineering materials: principles, procedure and industrial applications / J.C. Ion. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 2005. - 171 p.

50. Григорьянц, А.Г. Технологические процессы лазерной обработки: Учеб. Пособие для вузов под ред. А.Г. Григорьянца / А.Г. Григорьянц, И.Н. Ши-ганов, А.И. Мисюров. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 664 с.

51. Caiazzo, F. Ti6Al4V sheets lap and butt joints carried out by CO2 laser: mechanical and morphological characterizations / F. Caiazzo, F. Curcio, G. Daurelio, M. Capece, F. Minutolo // Journal of Materials Processing Technology. - 2004. -Volume 149. - Р. 546-552.

52. Tam, S.C. A review of the laser processing of aircraft components / S.C. Tam, R. Williams, L.J. Yang, S. Jana, L.E.N. Lim, M.W.S Lau //Journal of Materials Processing Technology. - 1990. - Volume 2. - № 23. - Р. 177-194.

53. Cao, X. Research and progress in laser welding of wrought aluminum alloys / X. Cao, W. Wallence, C. Poon, J.P. Immarigeon // Laser welding process. Materials and Manufacturing Process. - 2003. - Volume 1. - № 18. - Р. 1-22.

54. Hu, B. Autogenous laser keyhole welding of aluminum alloy 2024 / B. Hu, I.M. Richardson // Journal of Laser Applications. - 2005. - Volume 2. - № 17. -Р. 70-80.

55. Ion, J.C. Laser beam welding of wrought aluminium alloys / J.C. Ion // Science and Technology of welding and Joining. - 2000. - Volume 5. - № 5. - Р. 265-276.

56. Okon, P. Laser welding of aluminium alloy 5083 / P. Okon, G. Dearden, K. Watkins, M. Sharp, P. French // ICALEO 2002 - 1st International Congress on Applications of Laser and Electro-Optics (Scottsdale 14-17 October). - 2002. - Р. 1-9.

57. Прохоров, А.М. Взаимодействие лазерного излучения с металлами / А.М. Прохоров, В.И. Конов. - М.: Наука, 1988. - 537 с.

58. Арутюнян, Р.В. Воздействие лазерного излучения на материалы / Р.В. Арутюнян, В.Ю. Баранов, Д.Д. Малюта, А.Ю. Себрант. - М.: Наука, 1989. -367 с.

59. Mazumber J. Heat transfer model for CW laser material processing / J. Mazumber, W.M. Steen // Journal of Applied Physics. - 1980. - Volume 2. -№ 51. - Р. 941-947.

60. Dowden, J. Some aspects of the fluid dynamics of laser welding / J. Dow-den, M. Davis, P. Kapadia // Journal of Fluid Mechanics. - 1983. - Volume 126. -P. 123-146.

61. Игнатов, А.Г. Лазерная сварка со сквозным проплавлением сталей различных классов / А.Г. Игнатов, А.В. Козлов, А.И. Скрипченко, Г.А. Баранов, И.С. Ледевич, А.В. Сурков // Автоматическая сварка. - 1987. - № 9. - С. 26-29.

62. Chandrasekhar, S. Hydrodinamic and Hydromagnetic Stability / S. Chandrasekhar. - Oxford: Clarendon Press, 1961. - 652 p.

63. Sokolov, M. Improving laser beam welding efficiency / M. Sokolov, A. Salminen // Engineering. - 2014. - № 6. - Р. 559-571.

64. Ready, J.F. LIA handbook of laser materials processing / J.F. Ready, D.F. Farson. - Orlando: Magnolia Publishing, 2001. - 715 p.

65. Лукашенко, Л.Г. Оптимальный метод определения параметров режимов лазерной сварки тонкостенных конструкций / Л.Г. Лукашенко, Д.А. Лукашенко, И.А. Зубко, Р.Е. Юпин, В.М. Лукашенко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2011. - № 6/5. - С. 48-51.

66. Solana, P. Mathematical model for penetration laser welding as a free boundary problem / P. Solana, J. Ocana // Journal of Physics D: Applied Physics. -1997. - Volume 9. - № 30. - Р.1300-1313.

67. Летягин, И.Ю. Оценка сквозного проплавления при лазерной сварке на основе регистрации плазменного факела / И.Ю. Летягин, Е.М. Федосеева // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материалловедение. - 2016. - № 1. - С. 84-99.

68. Fabbro, R. Melt pool dynamics in high speed welding with modern high power solid state lasers / R. Fabbro // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2010. -Volume 43. - № 44. - Р. 455-501.

69. Miyamoto I. High speed microwelding by single-mode fiber laser / I. Miyamoto, S.J. Park, T. Ooie // Proceeding of the Laser Assisted Net Shape Engineering. - 2004. - № 4. - P. 55-56.

70. Thomy, C. Humping in welding with single mode fiber laser / C. Thomy, T. Seefeld, F. Wagner, F. Vollertsen // Proccedings of the ICALEO 2006 Conference (Scottsdale Oct. 30-Nov. 2). - 2006. - P. 543-553.

71. Upadhyaya, B.N. A highly efficient 5 kW peak power ND:YAG laser with time-shared fiber optic beam delivery / B.N. Upadhyaya // Optics & Laser Technology. - 2008. - № 40. - P. 337-342.

72. Игнатов, А. Лазерные сварные соединения из коррозионно-стойких сталей / А. Игнатов, В. Криворотов, В. Миргородский // Фотоника. - 2010. - № 2. - С. 18-21.

73. Лукашенко, А.Г. Лазерная сварка тонколистовой нержавеющей стали модулированным излучением / А.Г. Лукашенко, Т.В. Мельниченко, Д.А. Лукашенко // Автоматическая сварка. - 2012. - № 4. - С. 19-23.

74. Грезев, А.Н. Сопротивляемость образованию горячих трещин в швах аустенитных сталей при лазерной сварке на больших скоростях / А.Н. Грезев, А.Ф. Басков, В.Л. Лукьяненко // Сварочное производство. - 1996. - № 8. -С. 15-17.

75. Guo, W. Microstructure and mechanical characteristics of a laser welded joint in SA508 nuclear pressure vessel steel / W. Guo, S. Dong, J. Francis, L. Li // Materials Science and Engineering: A. - 2015. - Volume 625. - Р. 65-80.

76. Sanchez-Amaya, J.M. Analisys of the laser weldability under conduction regime of 2024, 5083, 6082 and 7075 aluminum alloys / J.M. Sanchez-Amaya, Z. Bou-kha, M.R. Amaya-Vazquez, L. Gonzalez-Rovira, F.J. Botana // Materials Science Forum. - 2012. - Volume 713. - P. 7-12.

77. Akhter, R. Effect of pre/post T6 heat treatment on the mechanical properties of the laser welded SSM cast A356 alluminum alloy / R. Akhter, L. Ivanchev, H.P. Burger // Materials Science and Engineering A-Struct. - 2007. - Volume 447. -P. 192-196.

78. Кироц, В. Особенности лазерной сварки аустенитных и аустенитно-ферритных нержавеющих сталей с высоким содержанием марганца / В. Кироц, М. Гуменюк, М. Ретмайер // Автоматическая сварка. - 2012. - №1. - С. 12-17.

79. Sreenivasan, N. Effect of laser welding on formability of DP980 steel / N. Sreenivasan, M. Xia, S. Lawson, Y. Zhou // Journal of Engineering Materials and Technology. - 2008. - Volume 130. - P. 1-9.

80. Хайруллин, Т.В. Свойства сварных соединений низкоуглеродистой стали 08Ю / Т.В. Хайруллин, В.И. Столбов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2006. - № 2. - С. 311-314.

81. Matsunava, A. Dynamics of keyhole and molten pool in laser welding / A. Matsunava, D.J. Kim, N. Seto, M. Mizutani, S. Katayama // Journal of Laser Applications. - 1998. - № 10. - Р. 247-254.

82. Seto, N. High-speed simultaneous observation of plazma and keyhole behavior during high power CO2 laser welding: effect of shielding gas on porosity formation / N. Seto, S. Katayama, A. Matsunava // Journal of Laser Applications. -2000. - № 12. - Р. 245-250.

83. Shi, Y. Effect of laser beam welding on tear toughness of a 1420 aluminum alloy thin sheet / Y. Shi, F. Zhong, X. Li, S. Gong, L. Chen // Mat Sci Eng A - 2007. -Volume 465. - P. 153-159.

84. Negre, P. Crack extension in aluminium welds: a numerical approach using the Gurson-Tvergaard-Needleman model / P. Negre, D. Steglich, W. Brocks // Engineering Fracture Mechanics. - 2004. - № 71. - Р. 2365 - 2383.

85. Akman, E. Laser welding of Ti6Al4V titanium alloys / E. Akman, A. Demir, T. Canel, T. Sinmazcelik // Journal of Materials Processing Technology. -2009. - № 209. - Р. 3705-3713.

86. Wang, S.H. Tensile properties of LBW welds in Ti6Al4V alloys at evaluated temperatures below 450 °C / S.H. Wang, M.D. Wei, L.W. Tsay // Material Letters. -2003. - № 57. - Р. 1815-1823.

87. Balasubramanian, T.S. Fatique crack growth behavior of gas tungsten arc, electron beam and laser / T.S. Balasubramanian, V. Balasubramanian, M.A. Muthu // Master Design. - 2011. - № 32. - P. 4509-5420.

88. Cheng, D. Microstructure and superplasticity of laser welded Ti6Al4V alloy / D. Cheng, J. Huang, X. Zhao, H. Zhang // Master Design. - 2010. - № 31. -Р. 620-623.

89. Costa, A. Analysis of beam material interaction in welding of titanium with fiber lasers / A. Costa, R. Miranda, L. Quintino, D. Yapp // Materials and Manufacturing Processes. - 2007. - № 22. - P. 798-803.

90. Amaya-Vazquez, M.R. Microstructure, microhardness and corrosion resistance of remelted TiG2 and Ti6Al4V by a high power diod laser / M.R. Amaya-Vazquez, J.M. Sanches-Amaya, Z. Boukha, F.G. Botana // Corrosion Science - 2012. -№ 56. - P. 36-48.

91. Ahmed, T. Phase transformations during cooling in a+p titanium alloys / T. Ahmed, H.J. Rack // Master Sci Eng A. - 1998. - Volume 243. - P. 206-211.

92. Squillance, A. Effect of welding parameters on morphology and mechanical properties of Ti6Al4V laser beam welded butt joints / A. Squillance, U. Prisco, S. Ciliberto, A. Astarita // Journal of Materials Process Technology. - 2012. -Volume 212, Issue 2. - P. 427-436.

93. Cao, X. Effect of welding speed on butt joint quality of Ti6Al4V alloy welded using a high power Nd:YAG laser / X. Cao, M. Jahazi // Optics and Lasers in Engineering. - 2009. - Volume 47, Issue 11. - Р. 1231-1241.

94. Gao, X.L. A comparative study of pulsed Nd:YAG laser welding and TiG2 welding of thin Ti6Al4V titanium alloy plate / X.L. Gao, L.J. Zhang, J. Liu, J.X. Zhang // Master Sci Eng A-Struct. - 2013. - Volume 599. - Р. 14-21.

95. Matsunawa, A. Problems and solutions in deep penetration laser welding / A. Matsunawa // Science and Technology of Welding Joining. - 2001. - Volume 6, Issue 6. - P. 351-354.

96. Blackburn, J.E. Nd:YAG laser welding of Ti6AUV / J.E. Blackbur, C.M. Allen, P.A. Hilton, L. Li, M.I. Hoque, A.H. Khan // Science and Technology of Welding Joining. - 2010. - Volume 15, Issue 5. - P. 433-439.

97. Голубчик, Э.М. Исследование процесса лазерной сварки металлопроката в условиях нового комплекса холодной прокатки ОАО «ММК» / Э.М. Голубчик, Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, О.А. Никитенко, А.И. Мешкова // Обработка сплошных и слоистых материалов. - 2012. - С. 58-65.

98. ГОСТ 5639-82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. - М: Издательство стандартов. - 82 с.

99. Хан, Г. Статистические модели в инженерных задачах / Г. Хан, С. Шапиро. - М.: «Мир», 1969. - 388 с.

100. Салтыков, С.А. Стереометрическая металлография / С.А. Салтыков -М.: Металлургия, 1976. - 271 с.

101. Горкунов, Э.С. Оценка внутренних напряжений в трубной стали контролируемой прокатки группы прочности Х70 / Э.С. Горкунов, С.М. Задворкин, Л.С. Шершнева // Материалы IV Российской конференции «Ресурс и диагностика материалов и конструкций». - 2009. - Статья № 175. - С. 140-141.

102. Русаков, А.А. Рентгенография металлов / А.А. Русаков. - М.: Атомиз-дат., 1977. - 480 с.

103. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. - М: Издательство стандартов. - 34 с.

104. Стародубов, К.Ф. Термическое упрочнение проката / К.Ф. Староду-бов, И.Г. Узлов, В.Я. Савенков, С.Н. Поляков, Ю.3. Ворковский, В.В. Калмыков. -М.: Металлургия, 1970. - 368 с.

105. Пилюшенко, В.Л. Структура и свойства автолистовой стали / В.Л. Пи-люшенко, А.И. Яценко, А.Д. Белянский. - М.: Металлургия, 1996. - 164 с.

106. Banadkouki, S.S. Formation of ferritic products during continuous cooling of a Cu-bearing HSLA steel / S.S. Banadkouki, D.P. Dunne // ISIJ International - 2006. - Volume 46. - № 5. - P. 759-768.

107. Krauss, G. Ferritic Microstructures in Continuous Cooled Low- and Ul-tralowcarbon Steels / G. Krauss // ISIJ International - 1995. - Volume 35. - № 8. -P. 937-945.

108. Смирнов, М.А. Классификация микроструктур низкоуглеродистых трубных сталей / М.А. Смирнов, И.Ю. Пышминцев, А.Н. Борякова // Металлург. -2010. - № 7. - С. 45-51.

109. Rauf, I.A. Microstructural evolution during thermomechanical processing of a Ti-Nb interstitial-free steel just below the Ar3 temperature / I.A. Rauf, J.D. Boyd // Metallurgical and materials transactions. - 1997. - Volume 28, Issue 7. - Р. 1437-1443.

110. Курдюмов, Г.В. Превращения в железе и стали / Г.В. Курдюмов, Л.М. Утевский, Р.И. Энтин. - М.: Наука, 1977. - 236 с.

111. Дельгадо Рейна, С.Ю. Формирование субмикрокристаллического структурного состояния при термомеханической обработке низкоуглеродистых сталей и стальных композитов: дис... канд. техн. наук: 05.16.01. / Дельгадо Рейна Светлана Юрьевна. - Екатеринбург, 2014. - 168 с.

112. Счастливцев, В.М. Особенности структуры бейнита в низкоуглеродистых свариваемых сталях после термомеханической обработки / В.М. Счастливцев, Т.И. Табатчикова, И.Л. Яковлева, А.А. Круглова, Е.И. Хлусова, В.В. Орлов // Вопросы материаловедения. - 2009. - № 3. - С. 26-38.

113. Хромченко, Ф.А. Ресурс сварных соединений паропроводов / Ф.А. Хромченко. - М.: Машиностроение, 2002. - 352 с.

114. Weman, K. Welding processes handbook / K. Weman. - CRC Press, 2003. - 204 c.

115. Тенденции развития и применения листовых сталей в автомобилестроении [Электронный ресурс] // Все о металлургии. - 2017. - Режим доступа:

http://metal-archive.ru/metallurgiya/773-stali-dlya-avtomobilestroeniya.html

116. Казаков, А.А. Исследование природы неметаллических включений в ликвационной полосе листовой трубной стали /А.А. Казаков, С.В. Рябошук, П.В. Ковалев, Л.С. Чигинцев // Черные металлы. - 2011. - № 9. - С. 13-17.

117. Большаков, В.И. Поведение частиц нитридной фазы при нагреве конструкционных сталей, микролегированных титаном, азотом, алюминием / В.И. Большаков, О.В. Узлов, Д.С. Зотов, А.В. Дрожевская // Металознавство та термiчна обробка метаив. - 2013. - № 1. - С. 5-13.

118. Nowotnik, A. The effect of TMCP parameters on the microstructure and mechanical properties of Ti-Nb microalloyed steel [Электронный ресурс] / A. Nowotnik, T. Siwecki // Journal of Microscopy. - 2010. - Режим доступа:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2818.2009.03238.x/full

119. Bayraktar, E. Grain growth mechanism during the welding of interstitial free (IF) steels / E. Bayraktar, D. Kaplan, L. Devillers, J.P. Chevalier // Journal of Materials Processing Technology. - 2007. - Volume 189. - P. 114-125.

120. Bayraktar, E. Physical understanding of ferrite grain growth during welding in interstitial free steels (IFS) / E. Bayraktar, D. Kaplan, J.P. Chevalier, L. Devillers // The Arabian Journal for Science and Engineering. - 2009. - Volume 34. - № 1 C. -P. 115-127.

121. Lincoln Electric. Что такое предварительный подогрев? [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http://www.lincolnelectric.com/ru-ru/support/process-and-theory/Pages/preheat de-tail.aspx

122. Лазарева, А.И. Исследование влияния термической обработки на качество сварных соединений в условиях агрегатов второй очереди листопрокатного цеха № 11 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» / А.И. Лазарева, Н.В. Копцева, Д.А. Горленко, Ю.Ю. Ефимова, О.А. Никитенко, Э.М. Голубчик // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материалловедение. - 2016. - Том 18. - №4. -С. 60-73.

123. Leu-Wen, T. The effect of preheating on notched tensile strength and impact toughness of Ti6Al6V2Sn laser welds / T. Leu-Wen, J. Yun-Chen, Ch. Chun // The Japan Institute of Metals. Materials Transactions. - 2011. - Volume 52. - № 3. -P. 406-411.

124. Prajapati, V.K. A Review on Pre and Post Heating Analysis and Optimization with Mig welding perameters on hot rolled structure steel / V.K. Prajapati, S. Prajapati // International Journal of Software and Hardware Research in Engineering. - 2014. - Volume 2, Issue 8. - P. 36-39.