| 2019 №02 (05) |
DOI of Article 10.15407/as2019.02.06 |
2019 №02 (07) |
Автоматическая сварка № 2, 2019, с. 43-50
Методы оценки повышения сопротивления усталости стыковых сварных соединений низкоуглеродистых сталей после высокочастотной механической проковки
В. А. Дегтярев
Институт проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины. 01014, г. Киев, ул. Тимирязевская, 2. E-mail: degtyarev@ipp.kiev.ua
Исследовано влияние режимов высокочастотной механической проковки на повышение сопротивления усталости стыковых сварных соединений стали Ст3сп. Различная технология подготовки образцов для исследований позволила установить, что количественный вклад в повышение предела выносливости сварных соединений остаточных напряжений сжатия, деформационного упрочнения поверхностного слоя канавки, образующейся после проковки узкой зоны сплавления шва с основным металлом, и изменения концентрации напряжений после высокочастотной механической проковки составляет 57, 37 и 6 %, соответственно. Показано, что между глубиной канавки и глубиной пластически деформированного слоя материала имеется корреляция. Предложена методика определения пределов выносливости стыковых сварных соединений после разных режимов проковки по глубине канавки и пластически деформированного слоя материала, используя экспериментальные данные измерения микротвердости, а также в исследованном диапазоне изменения амплитуды колебаний рабочего инструмента. Установлена глубина канавки в зависимости от скорости высокочастотной механической проковки и амплитуды колебаний рабочего инструмента, а также изменение предела выносливости образцов после разной технологии их изготовления. Показано, что при увеличении скорости проковки независимо от амплитуды колебаний рабочего инструмента эффективность повышения сопротивления усталости сварных соединений уменьшается, а при скорости 0,4 м/мин предел выносливости от деформационного упрочнения и совокупного влияния всех факторов, свойственных высокочастотной механической проковке, повышается на 11 и 26 %, соответственно. Библиогр. 14, табл. 3, рис. 7.
Ключевые слова: сварное соединение, предел выносливости, глубина канавки, скорость высокочастотной механической проковки, пластически деформированный слой, микротвердость
Поступила в редакцию 24.10.2018
Подписано в печать 24.01.2019
Список литературы
1. Roy S., Fisher J. W., Yеn B.T. (2003) Fatigue resistance of welded details enhanced by ultrasonic impact treatment (UIT). International Journal of Fatigue, 25, 1239–1247.
2. Wang T., Wang D., Huo L., Zang Y. (2008) Discussion on fatigue design of welded joints enhanced by ultrasonic peening treatment (UPT). Ibid, 4, 1–7.
3. Zhao X., Wang D., Huo L. (2011) Analysis of the S-N curves of welded joints enhanced by ultrasonic peening treatment. Materials and Design, 32, 1, 88–96.
4. Marguis G. (2010) Failure modes and fatigue strength of improved HSS welds. Engineering Fracture Mechanics, 77, 2051–2062.
5. Trufiakov V. I., Statnikov E. Sh., Mikheev P. P., Kuzmenko A. Z. (1998) The efficiency of ultrasonic impact treatment for improving the fatigue strength of weldet joints. Intern. Inst. of Welding. Doc. XIII-1745-98, 12.
6. Лобанов Л. М., Кирьян В. И., Кныш В. В., Прокопенко Г. И. (2006) Повышение сопротивления усталости сварных соединений металлоконструкций высокочастотной механической проковкой (Обзор). Автоматическая сварка, 9, 3–11.
7. Михеев П. П., Недосека А. Я., Пархоменко И. В. (1984) Эффективность применения ультразвуковой ударной обработки для повышения сопротивления усталости сварных соединений. Там же, 3, 4–7.
8. Дегтярев В. А. (2011) Оценка влияния режимов высокочастотной механической проковки сварных соединений на их сопротивление усталости. Проблемы прочности, 2, 61–70.
9. Прокопенко Г. І., Клейман Я. І., Козлов О. В., Кудрявцев Ю. Ф., Книш В. В., Міхеєв П. П. (2002) Пристрій для ультразвукової ударної обробки металів, Україна, Пат. 47536.
10. Кныш В. В., Соловей С. А., Богайчук И. Л. (2011) Оптимизация процесса упрочнения сварных соединений стали 09Г2С высокочастотной механической проковкой. Автоматическая сварка, 5, 26–31.
11. ГОСТ 9450-76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. Введ. 01.01.1977.
12. Серенсен С. В., Когаев В. П., Шнейдерович Р. М. (1975) Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. Москва, Машиностроение.
13. Manson S. S., Muralidharam U. (1987) Fatigue life prediction in bending from axial fa tigue information. Fatigue Frakt. Eng. Mater. Struct, 9, 5, 357–372.
14. Кирьян В. И., Кныш В. В. (2008) Высокочастотная механическая проковка сварных соединений металлоконструкций. Сварочное производство, 11, 36–41.