Автоматичне зварювання, 2024, №02



2024 №02 (02)

DOI of Article 10.37434/as2024.02.03

2024 №02 (04)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 2, 2024, с. 16-21

Розрахункове оцінювання впливу товщини зварних з’єднань сплаву амг6 на їх напружено-деформований стан після електродинамічної обробки в процесі зварювання

Л.М. Лобанов¹, М.О. Пащин¹, О.Л. Міходуй¹, Н.Л. Тодорович¹, Ю.М. Сидоренко², П.Р. Устименко²

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²НТУУ «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського». 03056, м. Київ, просп. Берестейський, 37

Проведено розрахункове оцінювання ефективності впливу електродинамічної обробки (ЕДО) на напружений стан стикових зварних з’єднань пластин із алюмінієвого сплаву АМг6 при зростанні їх товщини δ. Виконано математичне моделювання кінетики і залишкових напружених станів стикових зварних з’єднань δ = 2, 4 і 8 мм в результаті їх ЕДО за різних значень температури Т пластин, за яких проводили обробку. Значення вертикальної швидкості V0 електрода-індентора (інструмента ЕДО) приймали V0 = 5 м/с, що відповідає сучасним електрофізичним характеристикам обладнання для ЕДО. Задавали значення Т, що відображали умови виконання ЕДО після зварювання (Т = 20 ºС) та в процесі зварювання плавленням (Т = 150 і 300 ºС). Розв’язок задачі проводили в тривимірній постановці із використанням програми ANSYS. Умови формування напружень в пластинах при ЕДО після та в процесі зварювання задавали механічними характеристиками сплаву АМг6 при температурах Т = 20, 150 і 300 ºС без врахування охолодження. Представлені результати розрахунку залишкових напружень в зварних з’єднаннях. Показано, що за значення Т = 150 ºС виконання ЕДО забезпечує найбільш оптимальні залишкові напружені стани пластин в усьому дослідному діапазоні δ. Доведено, що ЕДО в процесі зварювання (при Т = 150 ºС) є більш ефективною у порівнянні із ЕДО металу після вистигання (Т = 20 ºС). Встановлено, що при ЕДО зварних з’єднань δ = 2…4 мм формуються залишкові напруження стиску по усій товщині пластин, значення яких близькі до межі плинності сплаву АМг6. При ЕДО зварних з’єднань δ = 8 мм залишкові напруження стиску формуються на зовнішній поверхні пластин, а на зворотній – розтягу. Бібліогр. 11, табл. 2, рис. 5.
Ключові слова: електродинамічна обробка, залишкові зварювальні напруження, алюмінієвий сплав, імпульс електричного струму, ударна взаємодія, скінченно-елементна модель, електрод-індентор, теорія пружно-пластичної течії, зварювання плавленням


Надійшла до редакції 13.11.2023
Отримано у переглянутому вигляді 19.02.2024
Прийнято 07.03.2024

Список літератури

1. Madi, Y., Besson, J. (2014) Effect of residual stresses on brittle fracture. Mat. ECRS-9. UTT, Troyes, Franse.
2. (2022) Welding and technical diagnostics for the recovery of the economy of Ukraine: Abstracts of reports science conf. Kyiv: International Association «Welding».
3. Lobanov, L.M., Pashchin, N.A., Mikhodui, O.L., Sidorenko, Y.M. (2018) Electric Pulse Component Effect on the Stress State of AMg6 Aluminum Alloy Welded Joints Under Electrodynamic Treatment. Strength of Materials, 50(2), 246– 253. https://doi.org/10.1007/s11223-017-9862-8
4. Sydorenko, Y.M., Pashchin, М.О., Mykhodui, O.L. et al.(2020) Effect of Pulse Current on Residual Stresses in AMg6 Aluminum Alloy in Electrodynamic Treatment. Strength of Materials, 52(5), 731–737. https://doi. org/10.1007/s11223-020-00226-2
5. Conrad, H., Sprecher, A. (1989) The electroplastic effect in metals. Elsevier Science Publishers B.V., Dislocations in Solids Ed. by F.R.N. Nabarro, 500–529.
6. Shao, Quan, Kang, Jiajie, Xing, Zhiguo et al. (2019) Effect of pulsed magnetic field treatment on the residual stress of 20Cr2Ni4A steel. J. of Magnetizm and Magnetic Materials, 476, 218–224.
7. Stepanov, G.V., Babutskii, A.I., Mameev, I.A. (2004) High-Density Pulse Current-Induced Unsteady Stress-Strain State in a Long Rod. Strength of Materials 36, 377–381. https://doi.org/10.1023/B:STOM.0000041538.10830.34
8. Lobanov, L.M., Pashchyn, M.O., Mykhodui, O.L. et al. (2022) Stress-Strain State of Welded Joints of AMg6 Alloy after Electrodynamic Treatment During Welding. Strength of Materials, 54, 6, 983–996. https://doi.org/10.1007/s11223-023-00474-y
9. Lobanov, L.M., Pashchin, N.A., Mikhodui, O.L. (2012) Efficiency of electrodynamic treatment of welded joints of AMg6 alloy of different thickness. The Paton Welding J., 3, 6–10.
10. http://www.ansys.com/.
11. Masubuchi, K. (1980) Analisis of welded structures. Pergamon Press, Oxford, United Kingdom.

---

Реклама в цьому номері:

---