Прогресивні технології електрофізичної обробки для регулювання напружено-деформованих станів елементів зварних конструкцій

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: International Scientific and Technical conference "The Progressive Technics, Technology and Engineering Education"; No. XXIII (2023): PROGRESSIVE TECHNICS, TECHNOLOGY AND ENGINEERING EDUCATION
Матеріали науково-технічної конференції "Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта"; № XXIII (2023): ПРОГРЕСИВНА ТЕХНІКА, ТЕХНОЛОГІЯ ТА ІНЖЕНЕРНА ОСВІТА
ISSN: 2409-7160
Popis: The development of industry stimulates the development of modern approaches to the optimization of welded structures. The use of pulsed electromagnetic fields, plasma currents, electrodynamic forces and their combined effects is a new trend in engineering practice to improve the mechanical characteristics of metal materials and welded joints (WJ). Treatment with a pulsed electromagnetic field (TwPEMF) is a promising direction for optimizing the stress-strain states (SSS) of welded structures made of non-ferromagnetic metal materials. Using the method of electronic speckle interferometry, the effect of TwPEMF on the SSS of specimens of circumferential WJ with a thickness of δ = 1.0 mm from aluminium AMg6 alloy was investigated. Based on the original procedure using an accelerometer, the kinetics of the action of the force P of the magnetic field pressure on the residual displacements f and SSS of the specimens during their TwPEMF were investigated. TwPEMF of WJ specimens was performed without and with the use of an additional shield made of AMg6 alloy δ = 5.0 mm. It was found that the use of a shield increases the amplitude values of force P by up to two times, which is caused by an increase in the active volume of the conductive medium. At the same time, TwPEMF without and with the use of a shield contributes to the reduction of f values by 2 and 4 times, respectively, and residual SSS by 50 and 80%. On the basis of mathematical modelling, the advantages of using electrodynamic treatment (EDT) of butt WJ δ = 3.0 mm of АMg61 (1561) alloy in the TIG welding process compared to EDT at room temperature (Tk) are substantiated. According to the results of the model verification, it was proved that EDT during TIG contributes to the formation of peak values of residual compressive stresses in the weld zone by 60% more than EDT during Tk. The use of a pulsed barrier discharge (PBD), which generates a low-temperature plasma on the surface of the metal being treated, contributes to the optimization of its structure. An increase in the hardness HV of structural 25KhGNMT steel as a result of its PBD treatment from 420 to 510 units was established, which is accompanied by the dispersion of the metal microstructure.
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.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: