Автоматичне зварювання, 2021, №01



2021 №01 (04)

DOI of Article 10.37434/as2021.01.05

2021 №01 (06)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 1, 2021, с. 25-31

Вплив зовнішнього електромагнітного поля на параметри та дефекти кристалічної гратки металу зварних з’єднань при зварюванні під водою

С.Ю. Максимов, О.М. Берднікова, О.О. Прилипко, Т.О. Алексеєнко, Є.В. Половецький

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Проведено дослідження впливу зовнішнього електромагнітного поля на параметри та дефекти кристалічної гратки (дислокації) в металі зварних з’єднань низьколегованої сталі, виконаних під водою. Розроблено математичну модель і програмний комплекс для обчислення щільності зварювального та вихрових струмів в масивних провідниках, щільності струмів намагніченості на поверхні ферoмагнітних тіл, застосовано розроблені математичні моделі для аналізу розподілу електродинамічних зусиль при дуговому зварюванні та зовнішньому електромагнітному впливі, виконано оцінку розроблених математичних моделей на адекватність і достовірність отриманих результатів. Встановлено, що зовнішній електромагнітний вплив покращує якість металу шва, що дуже важливо при зварюванні відповідальних конструкцій, які працюють в умовах водного середовища. Показано, що при зварюванні з’єднань під водою та застосуванні зовнішнього електромагнітного впливу в металі зони термічного впливу формується більш дрібнозерниста субструктура при загальному зниженні щільності дислокацій і рівномірному її розподілі. Оцінками рівня локальних внутрішніх напружень з урахуванням особливостей розподілу та щільності дислокацій в структурних складових показано, що максимальний їх рівень формується при зварюванні без застосування зовнішнього електромагнітного впливу уздовж границь рейок бейніту верхнього в місцях протяжних дислокаційних скупчень – концентраторів локальних внутрішніх напружень. Низькій рівень локальних внутрішніх напружень спостерігається в металі зварних з’єднань, отриманих на режимах при застосуванні зовнішнього електромагнітного впливу. Цьому сприяє загальне зниження щільності дислокацій і рівномірний їх розподіл в структурних складових нижнього бейніту, що повинно забезпечити тріщиностійкість зварних з’єднань. Бібліогр. 19, табл. 1, рис. 5.
Ключові слова: зварювання під водою, зварні з’єднання, зовнішній електромагнітний вплив, мікроструктура, щільність дислокацій, дислокаційне зміцнення, локальні внутрішні напруження


Надійшла до редакції 16.12.2020

Список літератури

1. Максимов С.Ю., Рыжов Р.Н., Прилипко Е.А., Кожухарь В.И. (2004) Применение внешнего электромагнитного воздействия для улучшения механических свойств швов при мокрой подводной сварке. Автоматическая сварка, 11, 53–54. 164
2. Гринберг Г.А. (1948) Избранные вопросы математической теории электрических и магнитных явлений. Москва, Изд. АН СССР.
3. Тозони О.В. (1964) Математические модели для расчета электрических и магнитных полей. Киев, Наукова думка.
4. Тозони О.В., Федчун Л.В. (1969) Расчет магнитного поля ненасыщенных машин методом интегральных уравнений. Изв. вузов. Электромеханика, 5, 471–478.
5. Гуляев А.П. (1986) Металловедение. Москва, Металлургия.
6. Савич И.М., Карета Н.Л., Гришанов А.А., Сладкова В.Н. (1982) Влияние скорости охлаждения на искажение кристаллической решетки при сварке под водой и на воздухе. Автоматическая сварка, 5, 8–9.
7. Лариков Л.Н., Фальченко В.М., Герцрикен Д.С., Хренов К.К. (1978) О механизме влияния импульсного магнитного поля на подвижность атомов в железе и алюминии. Докл. АН СССР, 239, 2, 312–314.
8. Лариков Л.Н. (1980) Залечивание дефектов в металлах. Киев, Наукова думка.
9. Герцрикен С.Д., Дехтяр И.Я. (1960) Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. Москва, Физматгиз.
10. Лариков Л.Н., Фальченко В.М., Мазанко В.Ф. и др. (1975) Аномальное ускорение диффузии при импульсном нагружении металлов. Докл. АН СССР, 221, 5, 1073–1075.
11. Олемской А.И., Панин В.Е., Петрунин В.А. (1986) Смешанные состояния и физическая механика дефектов в сильно возбужденных кристаллах. Изв. вузов. Физика, 2, 20–27.
12. Гольдштейн М.И., Литвинов В.С., Бронфин Б.М. (1986) Металлофизика высокопрочных сплавов. Москва, Металлургия.
13. Козлов Э.В., Конева Н.А., Попова Н.А. (2009) Зеренная структура, геометрически необходимые дислокации и частицы вторых фаз в поликристаллах микро- и мезоуровня. Физическая мезомеханика, 12, 4, 93–106.
14. Фарбер В.М., Беленький Б.З., Гольдштейн М.И. (1975) Оценка прочности малоуглеродистых низколегированных сталей по структурным данным. Физика металлов и металловедение, 3, 2, 403–409.
15. Фарбер В.М., Селиванова О.В. (2001) Классификация процессов релаксации напряжений и их проявление при пластической деформации металлов. Металлы, 1, 110–115.
16. Berdnikova, O., Pozniakov, V., Bernatskyi, A. et al. (2019) Effect of the Structure on the Mechanical Properties and Cracking Resistance of Welded Joints of Low-Alloyed High-Strength Steels. Procedia Structural Integrity, 16, 89–96.
17. Markashova L.I., Poznyakov V.D., Berdnikova E.N. et al. (2017) Structure and service properties of welded joints of high-strength steels, aluminium and titanium alloys, The Paton Welding J., 7, 6–14. https://doi.org/10.15407/ tpwj2017.07.02.
18. Markashova L.I., Poznyakov V.D., Shelyagin V.D. et al. (2018) Effect of metal structure on service properties of highstrength steel welded joints produced using different methods of welding, The Paton Welding J., 2, 7–13. DOI: https://doi. org/10.15407/tpwj2018.02.02
19. Markashova, L.I., Poznyakov, V.D., Gaivoronskii, A.A. et al. (2011) Estimation of the Strength and Crack Resistance of the Metal of Railway Wheels after Long-Term Operation. Fiz.-Khim. Mekh. Mater, 47, 6, 73–79.

---

Реклама в цьому номері:

---