Автоматичне зварювання, 2023, №07



2023 №07 (07)

DOI of Article 10.37434/as2023.07.01

2023 №07 (02)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 7, 2023, с. 3-15

Математичне моделювання впливу електродинамічної обробки в процесі адитивного наплавлення на напружено-деформований стан об’ємних виробів із алюміній-магнієвого сплаву

Л.М. Лобанов², В.М. Коржик¹, М.О. Пащин², О.Л. Міходуй², П.Р. Устименко³, Чжан Юйпэн¹, А.О. Альошин², О.М. Войтенко²

¹China-Ukraine Institute of Welding, Guangdong Academy of Sciences, Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Welding Technology, Guangzhou, 510650, China
²ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
³НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, просп. Перемоги, 37. E-mail: mail@kpi.ua

Розглянуто комбіновану технологію 3D друку, що включає поєднання адитивного (пошарового) наплавлення із електродинамічною обробкою наплавленого шару. На базі математичного моделювання із застосуванням співвідношень Прандтля-Рейса на прикладі алюміній-магнієвого сплаву АМг6 проведено дослідження впливу форми індентора для електродинамічної обробки на розподіл по товщині наплавленого шару основних параметрів та компонент напружено-деформованого стану, зокрема, величини зони пластичних деформацій та напружень, глибини та ширини зони контактної взаємодії в металевому шарі, який взаємодіє із роликом-індентором, що рухається по нормалі до шару зі швидкістю 1, 5 і 10 м/с. Встановлено, що використання ролика із поверхнею контакту, яка має форму напівкола, призводить до практично рівномірного розподілу компонент напружень стиску у наплавленому шарі, значення яких може досягати границі текучості сплаву АМг6. Результати математичного моделювання дають підстави рекомендувати використання електрода у формі напівкола (ЕК) для розробки комбінованих технологій 3D друку об’ємних металевих виробів, які полягають в поєднанні адитивного наплавлення (WAAM, плазмове, мікроплазмове наплавлення, тощо) об’ємного металевого виробу із електродинамічною обробкою кожного наплавленого шару. Бібліогр. 14, табл. 4, рис. 7.
Ключові слова: 3D друк, адитивне наплавлення, технології формоутворення, електродинамічна обробка, алюмінієвий сплав, ударна взаємодія, математичне моделювання, залишкові напруження, пластичні деформації, ролик-індентор, твірна, пружно-пластичне середовище


Надійшла до редакції 14.06.2023

Список літератури

1. Peleshenko, S., Korzhyk, V., Voitenko, O. et. al. (2017) Analysis of the current state of additive welding technologies for manufacturing volume metallic products (review). Eastern European J. of Enterprise Technologies, 3/1 (87), 42–52. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.99666
2. Kvasnytskyi, V., Korzhyk, V., Lahodzinkyi, I. et. al. (2020) Creation of Volumetric Products Using Additive Arc Cladding with Compact and Powder Filler Materials. Proceedings of the 2020 IEEE 10th International Conference on «Nanomaterials: Applications and Properties», Sumy, Ukraine, 9–13 Nov. 2020, 02SAMA16-1-02SAMA16-5, DOI: https:// doi.org/10.1109/NAP51477.2020.9309696
3. Soshi, M. (2017) Innovative grid molding and cooling using an additive and subtractive hybrid CNC machine tool. CIRP Annals – Manufacturing Technology, 66 (1), 401–404.
4. Dongqing, Yang, Gang, Wang, Guangjun, Zhang (2017) Thermal analysis for single-pass multi-layer GMAW based additive manufacturing using infrared thermography. J. of Materials Processing Technology, 244, 215–224.
5. Труфяков В.И. (1973). Усталость сварных соединений. Киев, Наукова думка.
6. Lobanov, L.M., Pashchyn, N.A., Kondratenko, I.P. et. al. (2018) 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, 7 (4). DOI: https://doi.org/10.1520/MPC20170092
7. Лобанов Л.М., Коржик В.М., Пащин та ін. (2022) Бездеформаційне зварювання TIG сплаву АМг6 із застосуванням електродинамічної обробки металу шва. Автоматичне зварювання, 8, 14–19.
8. Lobanov, L.M., Pashchyn, M.O., Mykhodui, O.L. at. al. (2017) Effect of the Indenting Electrode Impact on the Stress-Strain State of an AMg6 Alloy on Electrodynamic Treatment. Strength of Materials, 49 (3), 369–380.
9. Sidorenko, Y.M., Shlenskii, P. (2013) On the Assessment of Stress-strain State of the Load-Bearing Structural Elements in the Tubular Explosion Chamber. Strength of Materials, 45, (2), 210–220.
10. Лобанов Л.М., Пащин М.О., Миходуй О.Л. та ін. (2022) Вплив форми електрода на напружено-деформований стан сплаву АМг6 при його електродинамічній обробці. Автомат. зварювання, 9, 5–11. DOI: https://doi. org/10.37434/as2022.09.01
11. Джонсон К. (1989) Механика контактного взаимодействия. Москва, Мир.
12. Лобанов Л.М., Пащин Н.А., Соломийчук Т.Г. (2012) Изменения структуры алюминиевого сплава АМг6 в зоне электродинамических воздействий. Вісник українського матеріалознавчого товариства, 5, 30–42.
13. Лобанов Л. М., Пащин Е.Н., Бердникова Е.Н. (2015) Влияние электродинамической обработки на особенности микромеханизма разрушения алюминиевого сплава АМг6 при циклическом нагружении. Вісник українського матеріалознавчого товариства, 8, 27–37.
14. Lobanov, L.M., Pashin, N.A., Timoshenko, N. et. al. (2017) Effect of the Electrodynamic Treatment on the Life of AMg6 Aluminum Alloy Weld Joints. Strength of Materials, 49 (2), 234–238. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s11223-017-9862-8

---

Реклама в цьому номері:

---