Автоматичне зварювання, 2024, №03



2024 №03 (07)

DOI of Article 10.37434/as2024.03.01

2024 №03 (02)

---

Журнал «Автоматичне зварювання», № 3, 2024, с. 3-10

Термомеханічні процеси при зварюванні тертям з перемішуванням листів магнієвого сплаву

М.А. Хохлов¹, О.О. Махненко², В.А. Костін¹, А.Г. Покляцький¹, Ю.В. Фальченко¹, Ю.А. Хохлова¹

¹ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Київський Академічний Університет. 03142, м. Київ, вул. Академіка Вернадського 36

Експериментальне лабораторне обладнання для зварювання тертям з перемішуванням (ЗТП) в результаті відпрацювання оптимальних режимів зварювання при різних лінійних швидкостях дозволяє отримувати якісні стикові з’єднання з тонких пластичних металів. З розробкою нових математичних інструментів моделювання термодеформаційних процесів з’явилась можливість аналізувати напружено-деформований стан та термомеханічні процеси, що відбуваються у зоні з’єднання ЗТП, а це є необхідним для прогнозування експлуатаційних властивостей, міцності і ресурсу зварних конструкцій з тонкого металу. Використовуючи математичні моделі і скінчено-елементний аналіз було візуалізовано температурні розподіли від об’ємного джерела нагріву при ЗТП та чисельним шляхом визначено залишкові деформації і напруження в зоні стикових зварних з’єднань тонких листів магнієвих сплавів. Надалі доцільним є визначити ефективний баланс лінійної швидкості та швидкості обертання інструменту ЗТП для отримання більшої однорідності структури шва та зниження тепловнесення в метал при зварюванні. Бібліогр. 16, табл. 2, рис. 11.
Ключові слова: магнієві сплави, зварювання тертям з перемішуванням, мікроструктура, модуль пружності, температурні розподіли, залишкові напруження, пластичні деформації

Надійшла до редакції 07.03.2024
Отримано у переглянутому вигляді 16.04.2024
Прийнято 18.05.2024

Список літератури

1. Yan Yanga, Xiaoming Xionga, Jing Chen et al. (2023) Review. Research advances of magnesium and magnesium alloys worldwide in 2022. Journal of Magnesium and Alloys, 11, 26112654. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jma.2023.07.011
2. Jiangfeng Song, Jing Chen, Xiaoming Xiong et al. (2022) Research advances of magnesium and magnesium alloys worldwide in 2021. Journal of Magnesium and Alloys, 10, 4, 863–898. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jma.2022.04.001
3. Костін В.А., Фальченко Ю.В., Пузрін А.Л., Махненко А.О. (2023) Отримання, властивості та перспективи використання сучасних магнієвих сплавів. Сучасна електрометалургія, 1, 43–52. DOI: https://doi.org/10.37434/ sem.2023.01.06
4. Покляцький А.Г., Мотруніч С.І., Федорчук В.Є., Клочков І.М. (2023) Міцність та структура стикових, напускових і кутових з’єднань сплаву АМг6М, отриманих зварюванням тертям з перемішуванням, Автоматичне зварювання, 2, 10–17. DOI: https://doi.org/10.37434/as2023.02.02
5. Krzysztof Krasnowski et al. (2021) Relation between geometry of FSW tools and formation of nano- dispersed zones in macrostructure EN AW 6082-T6 alloy welded joints. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach, 65, 5, 7–16. DOI: https://doi.org/10.17729/ebis.2021.5/1
6. Красновский К., Хохлова Ю.А., Хохлов М.А. (2019) Влияние формы инструмента для сварки трением с перемешиванием на физико-механические свойства сварных соединений алюминиевого сплава EN AW 6082T6. Автоматическая сварка, 7, 9–15. DOI: https://doi. org/10.15407/as2019.07.02
7. Царик Б.Р., Мужиченко О.Ф., Махненко О.В. (2022) Математична модель визначення залишкових напружень і деформацій при зварюванні тертям з перемішуванням алюмінієвого сплаву. Автоматичне зварювання, 9, 37–44. DOI: https://doi.org/10.37434/as2022.09.07
8. Asadi et al. (2015) Microstructural simulation of friction stir welding using a cellular automaton method: a microstructure prediction of AZ91 magnesium alloy. International Journal of Mechanical and Materials Engineering. DOI: https://doi. org/10.1186/s40712-015-0048-5
9. Махненко О.В., Кандала С.М., Басистюк Н.Р. (2021) Вплив коефіцієнта тепловіддачі на рівень залишкових напружень після термообробки вигородки реактора ВВЕР-1000. Mech. Adv. Technol., 5, 2, 254–259. DOI: https://doi. org/10.20535/2521-1943.2021.5.2.245074
10. Makarenko, A.A., Makhnenko, O.V. (2022) Mathematical modeling of residual stresses in composite welded joints of WWER-1000 reactor vessel cover with CSS nozzles. The Paton Welding J., 1, 33–40. DOI: https://doi.org/10.37434/ tpwj2022.01.07
11. Tsaryk, B.R., Muzhichenko, O.F., Makhnenko, O.V. (2022) Mathematical model of determination of residual stresses and strains in friction stir welding of aluminium alloy. Avtomaticheskaya Svarka (Automatic Welding), 9, 37–44. https:// doi.org/10.37434/as2022.09.07
12. Дутка В.А., Майстренко А.Л., Заболотний С.Д., Степанець А.М. (2023) Прогнозування теплового стану інструменту з надтвердих матеріалів при зварюванні тертям з перемішуванням жаростійких сплавів. Інструментальне матеріалознавство. Зб. наук. пр. Вип. 26. Київ, ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, cc. 295–305. DOI: https://doi.org/10.33839/2708-731Х-24-1-295-305
13. Хохлова Ю.А., Ищенко Д.А., Хохлов М.А. (2017) Индентирование от макро- до нанометрового уровня и примеры исследования свойств материалов с особой структурой. Техническая диагностика и неразрушающий контроль, 1, 30–36. DOI: https://doi.org/10.15407/tdnk2017.01.05
14. Oliver, W.C., Pharr, G.M. (1992) An Improved technique for determining the hardness and elastic modulus using load displacement sensing indentation experiments. J. Mater. Res, 7, 1564–1583. DOI: https://doi.org/10.1557/JMR.1992.1564
15. Kazuhisa Miyoshi (2002) NASA/TM-2002-211497 Surface Characterization Techniques: An Overview. 12–22. http://ntrs. nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs. nasa.gov/20020070606.pdf
16. Kulwant Singh, Gurbhinder Singh, Harmeet Singh (2019) Microstructure and mechanical behaviour of friction-stir-welded magnesium alloys: As-Welded and post weld heat treated., 20, September 100600. DOI: https://doi.org/10.1016/j. mtcomm.2019.100600

---

Реклама в цьому номері:

---