Станислав Валентинович Наумов – кандидат технических наук, доцент кафедры материаловедения и нанотехнологий (МиН), старший научный сотрудник лаборатории объемных наноструктурных материалов (ОНМ), НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Stanislav V. Naumov – Cand. Sci. (Eng.), Assistant Professor of the Department of Materials Science and Nanotechnology (MSN); Senior Research Scientist of the Laboratory of Bulk Nanostructured Materials (BNM), BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Дмитрий Олегович Панов – кандидат технических наук, доцент кафедры МиН, старший научный сотрудник лаборатории ОНМ, НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Dmitrii O. Panov – Cand. Sci. (Eng.), Assistant Professor of the Department of MSN; Senior Research Scientist of the Laboratory of BNM, BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Руслан Сергеевич Черниченко – инженер лаборатории ОНМ, НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Ruslan S. Chernichenko – Engineer of the Laboratory of BNM, BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Виталий Сергеевич Соколовский – кандидат технических наук, научныц сотрудник лаборатории ОНМ, НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Vitaly S. Sokolovsky – Cand. Sci. (Eng.), Research Scientist of the Laboratory of BNM, BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Елена Ивановна Волокитина – инженер лаборатории ОНМ, НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Elena I. Volokitina – Engineer of the Laboratory of BNM, BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Никита Дмитриевич Степанов – кандидат технических наук, доцент кафедры МиН, старший научный сотрудник лаборатории ОНМ, НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Nikita D. Stepanov – Cand. Sci. (Eng.), Assistant Professor of the Department of MSN; Senior Research Scientist of the Laboratory of BNM, BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Сергей Валерьевич Жеребцов – доктор технических наук, профессор кафедры МиН, главный научный сотрудник лаборатории ОНМ, НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Sergey V. Zherebtsov – Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of MSN, Chief Research Scientist of the Laboratory of BNM, BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Евгений Борисович Алексеев – кандидат технических наук, начальник сектора, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ). Scopus-ID: 56581528500.
105005,. Москва, ул. Радио, 17
Evgeny B. Alekseev – Cand. Sci. (Eng.), Head of Sector, All-Russia Institute of Aviation Materials «VIAM».
17 Radio Str., Moscow 105005
Надежда Алексеевна Ночовная – доктор технических наук, начальник лаборатории, ВИАМ.
105005,. Москва, ул. Радио, 17
Nadezhda A. Nochovnaya – Dr. Sci. (Eng.), Head of Laboratory, All-Russia Institute of Aviation Materials «VIAM».
17 Radio Str., Moscow 105005
Геннадий Алексеевич Салищев – доктор технических наук, профессор кафедры МиН, зав. лабораторией ОНМ, НИУ «БелГУ».
308015, Белгород, ул. Победы, 85
Gennady A. Salishchev – Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of MSN, Head of the Laboratory of BNM, BSU.
85 Pobeda Str., Belgorod, 308015
Деформируемые сплавы на основе Ti2AlNb с повышенной технологичностью для изготовления листовых изделий являются перспективными материалами для работы при высоких температурах в аэрокосмической отрасли, однако возникающие трудности со свариваемостью ограничивают возможности их применения. Работа посвящена изучению сварных соединений из сплава ВТИ-4 на основе Ti2AlNb, полученных с использованием импульсной лазерной сварки (ИЛС). Определены оптимальные режимы ИЛС, обеспечивающие равномерный бездефектный шов. Выявлены особенности образования внешних дефектов, внутренних пор, трещин и неравномерности глубины проплавления в зависимости от условий сварки. Основными параметрами ИЛС, влияющими на формирование сварного шва, являются напряжение и длительность импульса лазерного излучения. Показано, что при недостаточных средней и высокой пиковых мощностях возможно образование пилообразного корня сварного шва и внутренних пор. Однако при увеличенных погонных энергиях нарушаются термогидравлические процессы в сварочной ванне, что влечет за собой выплеск металла (разбрызгивание), наблюдается неравномерность наложения импульсов. Это приводит к образованию трещин, повышенной пористости, неоднородности зоны плавления и, как следствие, к низким механическим свойствам. Микроструктурное исследование сварных соединений из сплава ВТИ-4, полученных с использованием ИЛС, показало, что зона плавления состоит из крупных дендритных зерен β-фазы, а зона термического влияния – из двух областей β + α2-фаз и β + α2 + O-фаз. При этом достигнута прочность ~80 % от прочности основного металла сварного соединения из сплава ВТИ-4, полученного по оптимальному режиму ИЛС.
Ti2AlNb-based alloys are promising materials for operation at high temperatures in aerospace industry. Meanwhile, the existing difficulties of weldability restrict opportunities of their application. This work is devoted to studies of welded joints from Ti2AlNb-based VTI-4 alloy, obtained using pulsed laser welding (PLW). The optimum PLW modes have been determined providing uniform faultless joint. The features of formation of external defects, internal pores, cracks and non-uniform penetration depth were detected depending on welding conditions. The main PLW parameters influencing on formation of welded joint are voltage and duration of laser pulse. It was demonstrated that at insufficient medium and high peak powers sawtooth seam roots and internal pores can be formed. However, at higher rates of energy input thermal hydraulic processes in welding bathe are violated, accompanied by metal splashing (spattering), heterogeneity of pulse imposition is observed. This leads to formation of cracks, higher porosity, heterogeneity of melting zone, and as a consequence, poor mechanical properties. Microstructure analysis of the welded joints obtained by means of PLW has demonstrated that the melting area is comprised of long dendritic grains of β phase, and the heat affected zone from two regions of β + α2 phases and β + α2 + O phases. Herewith, the achieved joint strength equals to ~80 % of the base metal produced using the optimum PLW mode.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.