The effect of laser welding parameters of duplex steel on fatigue life of joints without geometric notch in the form of face and root

A geometrical and a structural notch effect have the main influence on the local stress and strain concentration in the welded joints. These factors have a significant influence on the fatigue life of welded joints. This paper presents the results of the fatigue life tests of laser-welded joints of DUPLEX 2205 steel, taking into account the structural notch. The geometric notch in the form of face and root was removed. The Nd-YAG disk laser was used to weld butt joints. The welding process was conducted using two different parameters of welding without using additional material. The parameters were chosen based on previous studies (according to PN-EN ISO 15614-11:2005). In the study of the fatigue life of laser-welded joints, the geometric notch was ground out. Based on this research, the effect of welding parameters on the fatigue life was not observed. The fatigue cracks initiation and propagation occurred in the base materials in all cases. In addition, the results of the fatigue life of welded joints were related to the fatigue life of the samples taken from the parent material.

W połączeniach spawanych występują lokalne spiętrzenia odkształceń spowodowane głównie geometrią złącza (karb geometryczny) jak również niejednorodnością strukturalną (karb strukturalny). Czynniki te mają znaczący wpływ na trwałość zmęczeniową złącza. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki prób zmęczeniowych złączy spawanych laserowo ze stali typu DUPLEX 2205 z uwzględnieniem karbu strukturalnego. Karb geometryczny w postaci lica i grani spoiny usunięto. Złącza spawane czołowo wykonano przy użyciu lasera dyskowego typu Nd-YAG bez materiału dodatkowego dla dwóch różnych parametrów spawania. Parametry zostały dobrane na podstawie wcześniejszych badań (zgodnie z PN-EN ISO 15614-11: 2005) przeprowadzonych na złączach wykonanych kilkunastoma różnymi parametrami spawania. W badaniach trwałości zmęczeniowej połączeń spawanych laserowo pominięto karb geometryczny. Pozwoliło to na określenie optymalnych parametrów spawania laserowego stali typu DUPLEX 2205 ze względu na trwałość zmęczeniową powstałej podczas spawania struktury złącza. Dodatkowo otrzymane wyniki trwałości zmęczeniowych złączy spawanych odniesiono do trwałości zmęczeniowej próbek pobranych z materiału rodzimego.