Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет ..., печатный экземпляр отправим ...
Опубликовать статью

Молодой учёный

Виброобработка сварных соединений для перераспределения остаточных напряжений

Технические науки
21.06.2019
266
Поделиться
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/.


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
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Молодой учёный №25 (263) июнь 2019 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 115-118):
Часть 2 (стр. 91-175)
Расположение в файле:
стр. 91стр. 115-118стр. 175

Молодой учёный