Виброобработка сварных соединений для перераспределения остаточных напряжений | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №25 (263) июнь 2019 г.

Дата публикации: 21.06.2019

Статья просмотрена: 25 раз

Библиографическое описание:

Король, В. Р. Виброобработка сварных соединений для перераспределения остаточных напряжений / В. Р. Король. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 25 (263). — С. 115-118. — URL: https://moluch.ru/archive/263/60968/ (дата обращения: 02.03.2021).



Введение. На данный момент, изготовление сложных металлоконструкций для выполнения поставленных задач в области строительной отрасли, в области машиностроительного производства и прочих направлений, производится, в основном, методом ручной или роботизированной сварки, которая обеспечивает выход на необходимый уровень надежности металлоконструкции с необходимой геометрией, согласно технических задний. Данный процесс характеризуется структурным изменением в пограничной зоне соприкосновения отдельных элементов металлоконструкции, под воздействием больших температурных изменений. Однако, после проведения сварки элементов металлоконструкции, обработки антикоррозийными составами и удаления поверхностных неровностей, требуется дополнительная обработка, ввиду изменения геометрии сварных швов, которая может повлиять на надежность конструкции. Причину необходимости дополнительной обработки приводит доктор технических наук Емельянов Р. Т.: «Основной причиной таких изменений является наличие остаточных напряжений, неизбежно сопутствующих процессу сварки. С целью увеличения стабильности геометрических размеров сварных конструкций применяется способ стабилизации геометрических размеров «вибрационная обработка» [1]. Неравномерность распределения остаточных напряжений, показанная на рисунке 1 и рисунке 2, обуславливается нагреванием металла с образованием растягивающих и сдавливающих напряжений, которая в последствии приводит к растрескиванию сварного шва металлоконструкции [2].

Рис. 1. Неравномерный нагрев металла

Figure

Рис. 2. Сдавливающие и растягивающие усилия

При проведении виброобработки остаточные напряжения суммируются с временными. При достижении предела текучести происходит пластическая деформация, которая усредняет остаточные напряжения, способствуя более равномерному распределению остаточных напряжений.

Рис. 3. Суммирование напряжений

На рисунке 3 показано, что при вибронагружении суммируются переменные напряжения σА с остаточными напряжениями σо в металлоконструкции. Под действием суммарных напряжений σх может происходить пластическая деформация, способствующая стабилизации геометрических размеров, перераспределению и снижению остаточных напряжений. При недостаточных напряжениях σх, не происходит как макропластической деформации металла сварного соединения, так не происходит существенного перераспределения и снижения остаточных напряжений первого рода [3].

Цель исследования. Уменьшение и перераспределение остаточных напряжений для сохранения геометрии и прочности сварного соединения.

Метод исследования. Для производства виброобработки используется комплекс аппаратов, предназначенный для генерации вибровозбуждающей силы, определения резонансной частоты реагирования с металлоконструкцией и проведения виброобработки в течение необходимого времени. Комплекс, представленный на рисунке 4, состоит из навесного вибратора № 3 площадочного типа, консоли управления № 4, которая регистрирует частоту и колебания с помощью датчика № 2. Металлоконструкция № 1 устанавливается на изолированных виброопорах, для исключения потери воздействия [3].

Рис. 4. Схема установки для виброобработки

Результат исследования. В процессе проведения виброобработки стояла задача нахождения резонансной частоты для проведения виброобработки с целью уменьшения остаточных напряжений. Для подбора режима использовались тензодатчики 2ФКП, регистрирующие геометрический сдвиг в плоскостях, и акселерометр 352С03, регистрирующий резонансные частоты. В результате полевых испытаний виброобработки металлоконструкции на различных частотах с постоянным ускорение, удалось достичь отклика металлоконструкции в районе от 6 до 9 секунд обработки при частоте 150 Гц. Данная частота, представленная на рисунке 5, способствует перераспределению и уменьшению остаточных напряжений до 20 %, что, несомненно, увеличивает срок службы работы металлоконструкции.

Рис. 5. Результат полевых испытаний

Литература:

  1. Емельянов, Р. Т. Вибрационная обработка сварных конструкций / науч. статья / Р. Т. Емельянов [и др.] — Красноярск: Вестник Красноярского государственного аграрного университета, 2014. — 239–241 с.
  2. 100 Вопросов По Сварным Соединениям Для Инженеров От Игоря Кокшарова и Анатолия Лепихина [Электронный ресурс]: URL http://www.kokch.kts.ru/me/m5r/c5.htm (Дата обращения: 1.06.2019).
  3. Основы вибрационной обработки сварных конструкций. ООО «Научно-Производственная Фирма «Внедрение Инженерных Сварочных Процессов» [Электронный ресурс]: URL https://visp-ltd.com/stati/38-osnovy-vibratsionnoj-obrabotki-svarnykh-konstruktsij?showall=&start=2
Основные термины (генерируются автоматически): напряжение, дополнительная обработка, металлоконструкция, пластическая деформация, результат полевых испытаний, рисунок, сварное соединение, частота.


Похожие статьи

Вибрационная обработка сварных конструкций

Разработаны методы эффективной виброобработки сварных соединений, изготовленных из простых

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

На рисунке показана схема виброобработки сварных конструкций.

Технология термической обработки сварных соединений...

Остаточные сварочные напряжения накладываются на рабочие напряжения, которые

На рисунке 4 представлен график местной термической обработки сварных соединений из

Рис. 4. График технологии термической обработки сварных соединений из стали марки...

Влияние сопутствующей низкочастотной вибрационной обработки...

Результаты исследований показали, что образцы, сваренные без вибрационной обработки, оказались

Также в статье «Влияние параметров вибрационной обработки в процессе сварки на свойства

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

Исследование особенностей формирования проволочных...

В результате были получены параметры при которых наблюдалась наибольшая прочность микросварных соединений, были получены результаты при различных температурах подогрева изделия на стандартной и повышенной частоте ультразвуковых колебаний.

Неразрушающие методы контроля прочности бетона

Метод пластической деформации основан на измерении размеров отпечатка, который остался на поверхности бетона после соударения с ней стального шарика. Метод устаревший, но до сих пор его используют из-за дешевизны оборудования. Наиболее широко для таких испытаний...

Испытание материалов локальным деформированием

Рассматривается метод испытания материалов локальным деформированием на основе теории механики деформируемого твердого тела. Ключевые слова:метод испытаний, локальное деформирование, модель материала, напряженное состояние. Введение.

Особенности диагностирования сварных соединений...

В статье представлены результаты исследования сварных соединений технологических трубопроводов и печных змеевиков из сталей типа 15Х5М, 12Х2М1, заваренных электродами аустенитного класса.

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Необходимо учитывать, что обработка, основанная на пластическом деформировании тонкого поверхностного слоя, имеет по сравнению с обработкой точением, шлифованием, полированием, доводкой ряд преимуществ, в том числе

Исследование пластичности дорожных асфальтобетонов

Ключевые слова: пластическая деформация, асфальтобетон, дорожное покрытие.

В результате испытаний установлено, что математическая модель модуля пластичности асфальтобетона может быть дана экспоненциальной функцией вида

Похожие статьи

Вибрационная обработка сварных конструкций

Разработаны методы эффективной виброобработки сварных соединений, изготовленных из простых

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

На рисунке показана схема виброобработки сварных конструкций.

Технология термической обработки сварных соединений...

Остаточные сварочные напряжения накладываются на рабочие напряжения, которые

На рисунке 4 представлен график местной термической обработки сварных соединений из

Рис. 4. График технологии термической обработки сварных соединений из стали марки...

Влияние сопутствующей низкочастотной вибрационной обработки...

Результаты исследований показали, что образцы, сваренные без вибрационной обработки, оказались

Также в статье «Влияние параметров вибрационной обработки в процессе сварки на свойства

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

Исследование особенностей формирования проволочных...

В результате были получены параметры при которых наблюдалась наибольшая прочность микросварных соединений, были получены результаты при различных температурах подогрева изделия на стандартной и повышенной частоте ультразвуковых колебаний.

Неразрушающие методы контроля прочности бетона

Метод пластической деформации основан на измерении размеров отпечатка, который остался на поверхности бетона после соударения с ней стального шарика. Метод устаревший, но до сих пор его используют из-за дешевизны оборудования. Наиболее широко для таких испытаний...

Испытание материалов локальным деформированием

Рассматривается метод испытания материалов локальным деформированием на основе теории механики деформируемого твердого тела. Ключевые слова:метод испытаний, локальное деформирование, модель материала, напряженное состояние. Введение.

Особенности диагностирования сварных соединений...

В статье представлены результаты исследования сварных соединений технологических трубопроводов и печных змеевиков из сталей типа 15Х5М, 12Х2М1, заваренных электродами аустенитного класса.

Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной...

Необходимо учитывать, что обработка, основанная на пластическом деформировании тонкого поверхностного слоя, имеет по сравнению с обработкой точением, шлифованием, полированием, доводкой ряд преимуществ, в том числе

Исследование пластичности дорожных асфальтобетонов

Ключевые слова: пластическая деформация, асфальтобетон, дорожное покрытие.

В результате испытаний установлено, что математическая модель модуля пластичности асфальтобетона может быть дана экспоненциальной функцией вида

Задать вопрос