Прогресивні технології електрофізичної обробки для регулювання напружено-деформованих станів елементів зварних конструкцій
DOI:
https://doi.org/10.20535/2409-7160.2023.XXIII.278560Ключові слова:
обробка зварних з’єднань, імпульсне магнітне поле, імпульсний бар’єрний розряд, електродинамічна обробка, алюмінієвий сплав, конструктивна сталь, залишкові переміщення, напружено-деформований стан, твердість сталіАнотація
Розвиток промисловості стимулює розробку сучасних підходів до оптимізації зварних конструкцій. Використання імпульсних електромагнітних полів, струмів плазми, електродинамічних сил та їх комбінованих впливів є новим трендом інженерної практики для підвищення механічних характеристик металевих матеріалів і зварних з’єднань (ЗЗ). Обробка імпульсним електромагнітним полем (ОІЕМП) ЗЗ є перспективним напрямком оптимізації напружено-деформованих станів (НДС) зварних конструкцій із неферомагнітних металевих матеріалів. Із застосуванням методу електронної спекл-інтерферометрії досліджено вплив ОІЕМП на НДС зразків кільцевих ЗЗ товщиною δ = 1,0 мм із алюмінієвого сплаву АМг6. На базі оригінальної методики із застосуванням давача прискорень досліджено кінетику дії сили Р тиску магнітного поля на залишкові переміщення f і НДС зразків при їх ОІЕМП. Виконували ОІЕМП зразків ЗЗ без та із застосуванням додаткового екрану зі сплаву АМг6 δ = 5,0 мм. Встановлено, що застосування екрану підвищує амплітудні значення сили Р до двох разів, що зумовлено збільшенням активного об’єму електропровідного середовища. При тому ОІЕМП без та із застосуванням екрану сприяє зниженню значень f відповідно у 2 і 4 рази, а залишкових НДС – на 50 і 80%. На базі математичного моделювання обґрунтовано переваги застосування електродинамічної обробки (ЕДО) стикових ЗЗ δ = 3,0 мм зі сплаву АМг61 (1561) в процесі зварювання TIG у порівнянні із ЕДО при кімнатній температурі (Тк). По результатах верифікації моделі доведено, що ЕДО при TIG сприяє формуванню пікових значень залишкових напружень стискування в зоні зварного шва на 60% більше, ніж ЕДО при Тк. Застосування імпульсного бар’єрного розряду (ІБР), який генерує низькотемпературну плазму на поверхні металу, що обробляється, сприяє оптимізації його структури. Встановлено зростання твердості HV конструктивної сталі 25ХГНМТ в результаті її обробки ІБР із 420 до 510 одиниць, яке супроводжується диспергуванням мікроструктури металу.
Посилання
L. Lobanov, I. Kondratenko, A. Zhiltsov, N. Pashchin та O. Mikhodui, «Development of Post-weld Electrodynamic Treatment Using Electric Current Pulses for Control of Stress-Strain States and Improvement of Life of Welded Structures,» Materials Performance and Characterization, Vol. 7, № 4, pp. 941-955, 2018. https://doi.org/10.1520/MPC20170092
V. I. Dubodelov, M. S. Goruk, «The use of electromagnetic fields and magnetodynamic phenomena to intensify the effect on metal systems: world and Ukrainian experience,» in Materials Science: Achievements and Prospects, Vol. 2, Кyiv, Akademperiodyka, 2018, pp.24-50.
L. M. Lobanov , M. O. Pashchyn , O. L. Mikhodui, Y. M. Sydorenko та P. R. Ustymenko, «Stress-Strain State of Welded Joints of AMg6 Alloy after Electrodynamic Treatment During Welding,» Strength of Materials, Vol. 54, № 6, pp. 983-996, 2022. https://doi.org/10.1007/s11223-023-00474-y
L. M. Lobanov, M. O. Pashchyn, O. L. Mikhodui, O. V. Cherkashyn, T. G. Solomiichuk, P. S. Shl`ons`kyi та I. P. Kondratenko, «Pulsed Electromagnetic Field Effect on Residual Stresses and Strains of Welded Joints of AMg6 Aluminum Alloy,» Strength of Materials, Vol. 53, № 6, pp. 834-841, 2021.
L. M. Lobanov, M. O. Pashchyn, O. L. Mikhodui, O. V. Cherkashyn та I. P. Kondratenko, «Influence of Pulsed Electromagnetic Field Treatment on the Stressed State of AMg6 Aluminum,» Materials Science, № 57, pp. 1-8, 2021. https://doi.org/10.1007/s11003-021-00507-4
L. М. Lobanov, І. V. Bozhko, І. P. Kondratenko, М. О. Pashchyn, О. М. Berdnikova, О. L. Мykhodui and О. S. Kushnaryova, «Treatment of steel 25KHGNMT by acting on its surface with a pulsed barrier discharge,» Tehnichna elektrodynamika, № 1, pp. 76-80, 2023. https://doi.org/10.15407/tecned2023.01.076
Kistler Instrumente AG. Quartz Accelerometer 8042.
L. M. Lobanov, M. O. Pashchyn, O. L. Mikhodui, P. V. Goncharov, Y. M. Sydorenko та P. R. Ustymenko, «Modeling of stress-strain states of AMg6 alloy due to impact action of electrode-indenter in electrodynamic treatment,» The Paton Welding J., № 6, pp. 2-11, 2021.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Леонід Лобанов, Павло Устименко, Юрій Сидоренко, Микола Пащин
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
