Welding of Thermomechanically Rolled Fine-Grain Steel by Different Types of Lasers

The autogenous laser welding of 2.5 mm thick butt joints of thermomechanically rolled fine-grain steel grade S420MC was investigated. Butt joints were laser welded by the Yb:YAG Disk laser, emitted a circular laser beam with spot diameter of 200 μm at 1.03 μm wavelength, and also by the high power direct diode laser, emitted a rectangular beam with dimension of 1.8x6.8 mm at 808 nm wavelength. Different welding modes were identified for the lasers applied. The conduction welding mode was observed in whole of the diode laser welding parameters. While high quality joints, without any internal defects and characterized with satisfactory mechanical performance were produced in a wide range of parameters. The butt joints produced by Disk laser were welded at keyhole mode. In this case a slight tendency to weld porosity was found.

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu spawania laserowego bez materiału dodatkowego złączy doczołowych ze stali drobnoziarnistej walcowanej termomechanicznie S420MC. Złącza doczołowe spawano laserowe za pomocą lasera dyskowego Yb:YAG, który emituje wiązkę laserową o przekroju kołowym i średnicy ogniska 200 μm przy długości fali promieniowania laserowego 1.03 μm, jak również za pomocą lasera diodowego dużej mocy o prostokatnym kształcie ogniska i długości fali 808 nm. Badania wykazały, że mechanizmy i techniki spawania zastosowanymi laserami są odmienne. W przypadku lasera diodowego w całym zakresie parametrów spawanie odbywało się z utworzeniem jeziorka spoiny. Złącza próbne spawane w szerokim zakresie parametrów charakteryzowały się wysoką jakością, brakiem wad wewnętrznych i wysokimi właściwościami mechanicznymi. Z kolei zastosowanie lasera dyskowego spowodowało, że złącza doczołowe były spawane z utworzeniem kanału parowego, tzw. oczka spoiny. W tym przypadku stwierdzono jednak nieznaczną skłonność do porowatości spoin.