| 2024 №03 (02) |
DOI of Article 10.37434/tdnk2024.03.03 |
2024 №03 (04) |
Технічна діагностика і неруйнівний контроль, 2024, №3, стор. 17-23
Залишкові напруження при зварюванні тертям з перемішуванням пластин з термозміцненого алюмінієвого сплаву 2219-T81
О.В. Махненко, О.С. Міленін, В.І. Павловський, В.В. Савицький, Б.Р. Царик
ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: makhnenko@paton.kiev.uaЗварювання тертям з перемішуванням (ЗТП) – відносно новий процес зварювання, який вже отримав досить широке застосування для виконання з’єднань конструкцій в авіакосмічній галузі, транспортному та суднобудуванні. Вважається, що в порівнянні з традиційними дуговими процесами зварювання ЗТП забезпечує менший нагрів металу з’єднання та зниження рівня залишкових напружень і деформацій. У роботі досліджувались особливості розподілу залишкових напружень у стиковому ЗТП з’єднанні із термозміцненного алюмінієвого сплаву, що необхідно для прогнозування міцності та ресурсу зварних конструкцій. Побудовано математичну модель для визначення залишкових напружень при ЗТП, розглянуто врахування ефекту знеміцнення алюмінієвого сплаву при зварювальному нагріві на залишкові напруження. Порівняння розрахункових та експериментальних даних розподілу залишкових повздовжніх напружень у зразках, виконаних ЗТП, показало їх задовільний рівень відповідності. Показано, що визначений рівень залишкових розтягувальних напружень близький до границі текучості відпаленого металу. Бібліогр. 12, рис. 14.
Ключові слова: алюмінієвий сплав, зварювання тертям з перемішуванням, стикове з’єднання, залишкові напруження, математичне моделювання, експериментальне вимірювання
Надійшла до редакції 15.08.2024
Отримано у переглянутому вигляді 17.09.2024
Прийнято 30.09.2024
Список літератури
1. Hattel, J.H., Sonne, M.R., Tutum, C.C. (2015) Modelling residual stresses in friction stir welding of Al alloys–a review of possibilities and future trends. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 76, 1793–1805. https://doi.org/10.1007/s00170-014-6394-22. Poklyatskyi, A.G., Motrunich, S.I., Fedorchuk, V.Ye. et al. (2023) Mechanical properties and structural features of butt joints produced at FSW of aluminium alloys of different alloying systems. The Paton Welding J., 4, 3–10. https://doi.org/10.37434/tpwj2023.04.01
3. Feng, Z., Wang, X.-L., David, S.A., Sklad, P.S. (2007) Modelling of residual stresses and property distributions in friction stir welds of aluminium alloy 6061-T6. Science and Technology of Welding and Joining, 12(4), 348–356. https://doi.org/10.1179/174329307X197610
4. Mohammad Riahi, Hamidreza Nazari (2011) Analysis of transient temperature and residual thermal stresses in friction stir welding of aluminum alloy 6061-T6 via numerical simulation. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 55, 143–152. https://doi.org/10.1007/s00170-010-3038-z
5. Tsaryk, B.R., Muzhychenko, O.F., Makhnenko,O.V. (2022) Mathematical model of determination of residual stresses and strains in friction stir welding of aluminium alloy. The Paton Welding J., 9, 33–40. https://doi.org/10.37434/tpwj2022.09.06
6. Abdulrahaman Shuaibu Ahmad, Yunxin Wu, Hai Gong, Lin Nie (2019) Finite element prediction of residual stress and deformation induced by double-pass TIG welding of Al 2219 plate. Materials, 12(14), 2251. https://doi.org/10.3390/ma12142251
7. Махненко О.В., Царик Б.Р. (2024) Врахування розміцнення матеріалу при розрахунковому визначенні залишкових напружень при зварюванні алюмінієвого сплаву 2219-T81. Матеріали ХІV міжн. наук.-практ. конф. «Комплексне забезпечення якості технологічних процесів та систем», 23–24 травня 2024 р., м. Чернігів, Національний університет «Чернігівська політехніка», Т. 2, сс. 110–111. https://doi.org/10.37434/tdnk2024.03.03
8. Aziz, S.B., Dewan, M.W., Huggett, D.J. et al. (2016) Impact of friction stir welding (FSW) process parameters on thermal modeling and heat generation of aluminum alloy joints. Acta Metal. Sin. (Eng. Lett.), 29, 869–883. https://doi.org/10.1007/s40195-016-0466-2
9. Касаткин Б.С., Кудрин А.Б., Лобанов Л.М. (1981) Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. Киев, Наукова думка.
10. Lobanov, L.M., Pivtorak, V.A., Savitsky, V.V. et al. (2005) Express control of quality and stressed state of welded structures using methods of electron shearography and speckle-interferometry. The Paton Welding J., 8, 35–40.
11. Lobanov, L., Pivtorak, V., Savitsky, V., Tkachuk, G. (2014) Technology and equipment for determination of residual stresses in welded structures based on the application of electron speckle-interferometry. Materials Science Forum, 768-769, 166–173. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.768-769.166
12. Wohlfahrt, H., Nitschkepagel, T., Dilger, K. et al. (2012) Residual stress calculations and measurements – review and asessment of the IIW round robin results. Weld. World, 56, 120–140. https://doi.org/10.1007/BF03321387
Ця стаття у відкритому доступі за Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Рекомендоване цитування
О.В. Махненко, О.С. Міленін, В.І. Павловський, В.В. Савицький, Б.Р. Царик (2024) Залишкові напруження при зварюванні тертям з перемішуванням пластин з термозміцненого алюмінієвого сплаву 2219-T81. Технічна діагностика та неруйнівний контроль, 03, 17-23. https://doi.org/10.37434/tdnk2024.03.03Реклама в цьому номері:
