Влияние сопутствующей низкочастотной вибрационной обработки в процессе сварки двухслойных сталей на характеристики переходного слоя шва | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Субханкулов, В. И. Влияние сопутствующей низкочастотной вибрационной обработки в процессе сварки двухслойных сталей на характеристики переходного слоя шва / В. И. Субханкулов, И. И. Шакиров, М. З. Зарипов, С. А. Кинёв. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 19 (257). — С. 51-52. — URL: https://moluch.ru/archive/257/58875/ (дата обращения: 09.03.2021).



Техника в наше время пользуется большим выбором материалов с различными механическими и химическими свойствами.

Зачастую возникает потребность в материалах, обладающих одновременно несовместимыми свойствами. Например, высокой прочностью и коррозионной стойкостью. Ни один металлический сплав не позволяет обеспечить требуемый комплекс свойств.

Однако, объединение нескольких материалов в один, дает возможность получить абсолютно уникальный материал, который сочетает в себе свойства нескольких материалов. Этим материалом является многослойная сталь.

Анализ применяемых сталей и сплавов в нефтяном и газовом аппаратостроения показывает, что двухслойные стали получили наибольшее применение для изготовления оборудования.

Плакирующий слой биметалла, работающий с коррозионной средой, имеет один из наиболее существенных недостатков — подверженность сварных соединений межкристаллитной коррозии (МКК).

МКК — одна из разновидностей местной коррозии стали, вызывающая разрушение металла по границам зерен, в результате чего теряется технологическая прочность материала.

Для повышения стойкости двухслойной стали к МКК кафедрой ТНА УГНТУ были проведены эксперименты по воздействию на сварочную ванну вибрационными колебаниями в процессе сварочного цикла.

Результаты исследований показали, что образцы, сваренные без вибрационной обработки, оказались подвержены МКК. А образцы, полученные с применением вибрационной обработки, показали стойкость к МКК без образования трещин при загибе [1,2].

Также в статье «Влияние параметров вибрационной обработки в процессе сварки на свойства сварных соединений» отмечается тот, факт, что вибрационные воздействия вызывают перемешивание жидкой фазы за счет создания разности давлений упругими волнами [3].

Однако, по существующей технологии сварки, следует ограничивать перемешивание переходного слоя шва сварного соединения, выполненного из двухслойных сталей, так как нежелательное перемешивание может привести к повышению твердости и снижению трещиностойкости данного слоя [4].

Для оценки влияния сопутствующей вибрационной обработки на переходный слой шва были подготовлены и сварены образцы по базовой технологии и технологии сварки с сопутствующей вибрационной обработкой из стали 09Г2С+10Х17Н13М2Т.

Амплитуда вибрационной обработки составляла 40–50 мкм, а частота 50Гц.

После подготовки образцов было проведено испытание на микротвердость. Испытание проводилось на микротвердомере ПМТ-3. Замеры производились в пяти точках переходного слоя шва. Результаты показали, что средняя микротвердость переходного слоя шва без применения вибрационной обработки составила 675,71 HV, а с ней — 718,5 HV.

Также на образцах оценивали степень перемешивания переходного слоя шва двухслойной стали путем исследования его химического анализа и твердости.

При сварке переходного слоя шва необходимо оценивать содержание хрома и молибдена [4]. Результаты показали, что при сварке с вибрационной обработкой относительное содержание хрома увеличивается незначительно (на 2,37 %), а относительное содержание молибдена увеличивается на 10,76 %, что говорит о большем перемешивании в переходном слое шва основного металла и плакировки.

Таблица 1

Исследование твердости проводились на твердомере Роквелла

Вид обработки

Место замера

Твердость HRB

Среднее значение твердости HRB

Среднее значение твердости HB

Без ВО

Основной слой

71,5

76

82,1

79,6

75

76,84

143

Переходный слой

103

102,9

94,3

85,7

81,5

93,48

210

Плакирующий слой

85,5

85,8

77,4

82,90

162

С ВО

Основной слой

88,1

83,2

83,7

85,1

84,8

84,98

169

Переходный слой

87,7

104,7

111,2

98,3

83,4

97,06

233

Плакирующий слой

77,1

81,5

70,5

76,37

142

Как видим из показателей, твердость в основном и переходном слоях шва увеличилась на 15,38 % и 9,87 % соответственно. Показатель твердости в плакирующем слое шва уменьшился на 10,49 %.

Твердость в переходном слое шва достигла значения 233 HB, что превышает нормативно-допустимое значение (220 HB) [4].

Таким образом, результаты показали, что твердость и микротвердость переходного слоя шва на образцах, сваренных с вибрационной обработкой выше. Твердость переходного слоя шва достигает 233 HB, что превышает на 13 HB допустимую твердость для переходного слоя шва.

Химический анализ переходного слоя шва показал, что содержание хрома и молибдена в образцах, сваренных с вибрационной обработкой выше, чем без нее вследствие увеличения перемешивания основного и коррозионностойкого слоев стали. Повышение содержания молибдена может приводить к повышению твердости переходного слоя шва.

Следовательно, можно сделать вывод, что применение вибрационной обработки при сварке переходного слоя шва двухслойной стали 09Г2С-10Х17Н13М2Т повышает твердость выше допустимых пределов и тем самым снижает технологическую прочность.

Литература:

  1. Повышение прочности сварных соединений из двухслойной стали 09Г2С+12Х18Н10Т применением низкочастотной вибрационной обработки в процессе сварки [Текст] / Р. М. Ахтямов [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2013. — № 1. — С. 38–41
  2. Сварка с сопутствующей вибрацией. Монография / М. З. Зарипов, А. М. Файрушин // LAP Lambert Academic Publishing. — 2011. — 124 с.
  3. Влияние параметров вибрационной обработки в процессе сварки на свойства сварных соединений / Р. Г. Ризванов, Д. В. Каретников, А. М. Файрушин //Литье и металлургия. — 2012. — № 3. — С. 337–341.
  4. ОСТ 26.260.480–2003 Сосуды и аппараты из двухслойных сталей. Сварка и наплавка (с Изменением N 1) [Электронный ресурс]. — URL: http://docs.cntd.ru/document/1200062461 (Дата обращения 19.02.2019)
  5. ГОСТ 9450–76 (СТ СЭВ 1195–78) Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. — М.: Издательство стандартов, 1993
  6. ГОСТ 6996–66 (ИСО 4136–89, ИСО 5173–81, ИСО 5177–81) Сварные соединения. Методы определения механических свойств (с Изменениями N 1, 2, 3, 4). — М.: Стандартинформ, 2005
Основные термины (генерируются автоматически): вибрационная обработка, HRB, слой, шов, сталь, твердость, основной слой, переходный слой, сопутствующая вибрационная обработка, химический анализ.


Похожие статьи

Вибрационная обработка сварных конструкций.

Вибрационной обработке подвергают сварные конструкции не только из углеродистых сталей, но и

Основными параметрами вибрационной обработки являются амплитуда и время

Вибрационная обработка сварных конструкций. Упрочнение поверхностного слоя деталей...

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Вибрационная ударная (виброударная) обработка является разновидностью объемной вибрационной обработки. При виброударной обработке рабочей камере, смонтированной на упругих подвесках и имеющей возможность колебаться в различных направлениях...

Подход к техническому диагностированию корпусного...

Основные термины (генерируются автоматически): повышенная твердость, легированный шов, легированный слой шва, слой, сварка, малый

Выбор химического состава слоя зависит от типа свариваемых материалов и требований сварного соединения, сварка проводится при...

Исследование надежности технологических процессов...

В данной статье представлен анализ работ по исследованию надежности технологических процессов.

вибрационная обработка, рабочая среда, рабочая камера, технологический процесс

Основные термины (генерируются автоматически): сталь, термическая обработка...

Исследование влияния различных режимов ионного азотирования...

Представлены результаты микродюрометрического анализа и оценки толщины азотированного слоя после различного времени ионного азотирования

Оценка глубины азотированного слоя на стали Р6М5 с использованием автоматической системы анализа микротвёрдости / О. А...

Проблема надежности технологического процесса вибрационной...

Сущность вибрационной обработки (ВиО). Вибрационная обработка является одним из методов

От стенок рабочей камеры вибрация передается прилегающим слоям рабочей среды

Основные термины (генерируются автоматически): вибрационная обработка...

Оценка механических свойств металла по твердости при...

Проведен анализ основных неразрушающих методов контроля твердости металла, наиболее часто применяемых для косвенного определения механических свойств (σв, σ0,2) элементов газопроводов в эксплуатационных условиях.

Теория и технология диффузионной сварки через промежуточный...

Выбор химического состава слоя зависит от типа свариваемых материалов и требований

В качестве материалов для неплавящихся промежуточных слоев применяют металлы

В ходе анализа, была выяснена потребность в промежуточном слое материала для диффузной сварки.

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

В данной статье приведены материалы по способу упрочнения обработки поверхностного слоя деталей машин. Ключевые слова:надежность машин, эксплуатационные свойства, пластические деформирования, ультразвуковая обработка.

Похожие статьи

Вибрационная обработка сварных конструкций.

Вибрационной обработке подвергают сварные конструкции не только из углеродистых сталей, но и

Основными параметрами вибрационной обработки являются амплитуда и время

Вибрационная обработка сварных конструкций. Упрочнение поверхностного слоя деталей...

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Вибрационная ударная (виброударная) обработка является разновидностью объемной вибрационной обработки. При виброударной обработке рабочей камере, смонтированной на упругих подвесках и имеющей возможность колебаться в различных направлениях...

Подход к техническому диагностированию корпусного...

Основные термины (генерируются автоматически): повышенная твердость, легированный шов, легированный слой шва, слой, сварка, малый

Выбор химического состава слоя зависит от типа свариваемых материалов и требований сварного соединения, сварка проводится при...

Исследование надежности технологических процессов...

В данной статье представлен анализ работ по исследованию надежности технологических процессов.

вибрационная обработка, рабочая среда, рабочая камера, технологический процесс

Основные термины (генерируются автоматически): сталь, термическая обработка...

Исследование влияния различных режимов ионного азотирования...

Представлены результаты микродюрометрического анализа и оценки толщины азотированного слоя после различного времени ионного азотирования

Оценка глубины азотированного слоя на стали Р6М5 с использованием автоматической системы анализа микротвёрдости / О. А...

Проблема надежности технологического процесса вибрационной...

Сущность вибрационной обработки (ВиО). Вибрационная обработка является одним из методов

От стенок рабочей камеры вибрация передается прилегающим слоям рабочей среды

Основные термины (генерируются автоматически): вибрационная обработка...

Оценка механических свойств металла по твердости при...

Проведен анализ основных неразрушающих методов контроля твердости металла, наиболее часто применяемых для косвенного определения механических свойств (σв, σ0,2) элементов газопроводов в эксплуатационных условиях.

Теория и технология диффузионной сварки через промежуточный...

Выбор химического состава слоя зависит от типа свариваемых материалов и требований

В качестве материалов для неплавящихся промежуточных слоев применяют металлы

В ходе анализа, была выяснена потребность в промежуточном слое материала для диффузной сварки.

Эффективный способ упрочнения обработки поверхностного...

В данной статье приведены материалы по способу упрочнения обработки поверхностного слоя деталей машин. Ключевые слова:надежность машин, эксплуатационные свойства, пластические деформирования, ультразвуковая обработка.

Задать вопрос