Технология ультразвукового контроля сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Сварка трением с перемешиванием нашла широкое применение в авиастроении и ракетостроении, прежде всего благодаря возможности получения сварных соединений с прочностью, близкой к прочности основного материала. Одним из наиболее перспективных методов такой сварки является точечная сварка трением с перемешиванием, которая может служить альтернативой электроконтактной точечной сварке и заклепочным соединениям. Для внедрения точечной сварки трением с перемешиванием в производство ответственных изделий необходимо рассмотреть вопросы, связанные с неразрушающим контролем качества сварных соединений, полученных данным методом сварки. Целью настоящей работы является обоснование применимости ультразвукового эхометода для контроля качества сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием. Актуальность работы подтверждается тем, что на сегодняшний день отсутствуют достаточно полные сведения о результатах экспериментальных исследований, направленных на анализ характеристик сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием. Авторами статьи предложено использовать ультразвуковой эхометод контроля. Контроль проводился с помощью ультразвукового дефектоскопа с раздельно-совмещенным пьезоэлектрическим преобразователем на образцах, изготовленных с применением точечной сварки трением с перемешиванием. В результате ультразвукового контроля в трех образцах были обнаружены дефекты типа непровар и слипание, что было подтверждено металлографическими исследованиями. Образцы, в которых не были обнаружены дефекты, были подвергнуты механическим испытаниям, в результате которых установлено, что прочность полученных сварных соединений сопоставима с прочностью основного металла образцов. Металлографические исследования, проведенные на образцах после механических испытаний, также подтвердили отсутствие дефектов в сварных соединениях. Таким образом, показана связь результатов ультразвукового контроля, металлографических исследований и механических испытаний, что позволяет обосновать применимость ультразвукового эхометода для контроля качества сварных соединений, полученных точечной сваркой трением с перемешиванием.

Об авторах

А. И Боровков

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: vicerector.ap@spbstu.ru
St. Petersburg, Russia

В. Е Прохорович

Учреждение науки ИКЦ СЭКТ

Email: ve-pro@yandex.ru
St. Petersburg, Russia

В. А Быченок

Университет ИТМО

Email: bychenok-vladimr@mail.ru
St. Petersburg, Russia

И. В Беркутов

Университет ИТМО

Email: chigivara56712@mail.ru
St. Petersburg, Russia

И. Е Алифанова

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого;Университет ИТМО

Email: sherbairina@mail.ru
St. Petersburg, Russia;St. Petersburg, Russia

Список литературы

  1. ГОСТ ISO 25239-1-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 1. Словарь.
  2. ГОСТ ISO 25239-2-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 2. Конструкция сварных соединений.
  3. ГОСТ ISO 25239-3-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 3. Аттестация сварщиков-операторов.
  4. ГОСТ ISO 25239-4-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 4. Технические требования и аттестация процедур сварки.
  5. ГОСТ ISO 25239-5-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 5. Требования к качеству и контролю.
  6. Боровков А.И., Быченок В.А., Прохорович В.Е., Федоров А.В., Оксенюк А.С., Майоров А.Л., Беркутов И.В., Алифиренко Е.А. Роль сварки трением с перемешиванием в производстве изделий ракетно-космической промышленности // Сварка и Диагностика. 2022. № 3. С. 36-42.
  7. Сергеева Е.В. Сварка трением с перемешиванием в авиакосмической промышленности (обзор) // Автоматическая сварка. № 5. 2013. С.58-62.
  8. Варочко А.Г., Кузнецов С.В., Прохорович В.Е., Половцев В.А., Быченок В.А., Саратов Н.Н. История становления и перспективы развития технологии сварки трением с перемешиванием в АО "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева" // Технологии и машины сварочного производства и родственных процессов. 2021. № 4. С. 16-41.
  9. Albannai Abdulaziz I. Review The Common Defects In Friction Stir Welding // International Journal of Scientific and Technology Research. 2020. № 9. P. 318-329.
  10. Zhang H., Luo S., Xu W. Influence of Welding Speed on Zigzag Line Feature and Tensile Property of a Friction-Stir-Welded Al-Zn-Mg Aluminum Alloy // Journal of Mater. Eng. and Perform. 2019. No. 28. P. 1790-1800.
  11. Soni Neetesh, Chandrashekhar Sangam, Kumar A., Chary V.R. Defects Formation during Friction Stir Welding: A Review // International Journal of Engineering and Management Research. 2016. No. 10. P. 121-125.
  12. Kah Paul, Rajan Richard, Martikainen Jukka, Suoranta Raimo. Investigation of weld defects in friction-stir welding and fusion welding of aluminium alloys // International Journal of Mechanical and Materials Engineering. 2015. No. 12. P. 1-10.
  13. Половцев В.А., Макаров Н.В., Шилло Г.В., Сабанцев А.Н., Смирнова Т.Н., Штрикман М.М. Фрикционная сварка алюминиевых лейнеров металлокомпозитных баллонов высокого давления //Сварочное производство. 2007. № 12. С. 25-27.
  14. El-Sayed Mostafa M., Shash A.Y., Abd-Rabou M., ElSherbinyMahmoud G. Welding and processing of metallic materials by using friction stir technique: A review //Journal of Advanced Joining Processes. 2021. No. 3.
  15. Отраслевой стандарт. ОСТ 134-1051-2010 Сварка фрикционная. Технические требования к сварным соединениям. Центральное конструкторское бюро стандартизации Федерального государственного унитарного предприятия "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения", 26.11.2010.
  16. Al-Moussawi M., Smith A.J. Defects in Friction Stir Welding of Steel // Metallogr. Microstruct. Anal. 2018. No. 7. P. 194-202.
  17. Kumar Ratnesh, Chattopadhyaya Somnath, Hloch Sergej, Krolczyk Grzegorz, Legutko Stanislaw. Wear characteristics and defects analysis of friction stir welded joint of aluminium alloy 6061-T6. Eksploatacja i Niezawodnosc // Maintenance and Reliability. 2016. No. 18. P. 128-135.
  18. Khan Noor Zaman, Khan Zahid A., Siddiquee Arshad Noor, AL-Ahmar Abdulrahman M., Abidi Mustufa H. Analysis of defects in clean fabrication process of friction stir welding // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017. No. 27(7). P. 1507-1516.
  19. Елисеев А.А. Закономерности структурно-фазовых превращений в термоупрочняемых алюминиевых сплавах при сварке трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием / Дис.. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 2018.
  20. Sewell Neil, Wright Julian, Wright, Jonathan. Detection of Kissing Bonds in Friction Stir Welds /Conference: 11th International Symposium on Friction Stir Welding/Cambridge, UK. 2016.
  21. Santos Mário, Santos Jaime. Lamb Waves Technique Applied to the Characterization of Defects in Friction Stir Welding of Aluminum Plates: Comparison with X-Ray and Ultrasonic C-Scan // Journal of Testing and Evaluation. 2010. V. 38. No. 5. P. 1-7.
  22. Степанова К.А., Кинжагулов И.Ю., Яковлев Ю.О., Ковалевич А.С., Ашихин Д.С., Алифанова И.Е. Применение лазерно-ультразвукового и акустико-эмиссионного методов неразрушающего контроля на различных этапах дефектообразования при сварке трением с перемешиванием // Дефектоскопия. 2020. № 3. С. 3-13.
  23. Lévesque D., Dubourg L., Blouin A. Laser ultrasonics for defect detection and residual stress measurement of friction stir welds // Nondestructive Testing and Evaluation. 2011. No. 26 (3-4). P. 319-333.
  24. НДТ Контроль. Методика ультразвукового контроля сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, с использованием технологии фазированной антенной решетки. [Интернет-ресурс]: https://ndt-control.ru/2018/05/06/metodika-ultrazvukovogo-kontrolya-svarnyx-soedinenij-poluchennyx-svarkoj-treniem-s-peremeshivaniem-s-ispolzovaniem-texnologii-fazirovannoj-antennoj-reshetki/Дата обращения 21.12.2021.
  25. Ручные приборы ультразвукового контроля точечной сварки. Интернет-ресурс: http://activetest.ru/spotweld_systems/ Дата обращения: 17.01.2023 г.
  26. Platform Tessonics. Интернет-ресурс: https://www.tessonics.com/products/f1/Дата обращения: 17.01.2023 г.
  27. Olympus. Точечная сварка. Интернет-ресурс: https://www.olympus-ims.com/ru/spot-weld-testing/. Дата обращения: 17.01.2022 г.
  28. ГОСТ 14797-85 Заклепки с полукруглой головкой (повышенной точности). Конструкция и размеры.
  29. ГОСТ 14803-85 Заклепки (повышенной точности). Общие технические условия.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».