Приведена усовершенствованная методика испытания сварных образцов биметаллов при применении к ним усилия двухосного изгиба. Предложены элементы доработки конструкции и приемы эксплуатации установки УДИ-11. Приведены схемы распространения напряжений и усилий в процессе испытаний.

Розглянуто процеси, що відбуваються у замкнених об'ємах на стадії поперечного нагрівання. Доведено, що у результаті проходження процесів автовакуумування, очищення зварних поверхонь від оксидних плівок і сублімації міді, на хромі утворюється конденсат міді у вигляді шару сферичних часток, що сприяє підвищенню міцності з'єднання. Встановлено, що застосування мідного проміжного перфорованого прошарку дозволяє інтенсифікувати зсувні деформації на всій зоні контакту та підвищити механічні властивості зварних з'єднань у порівнянні зі з'єднаннями без прошарку. Зазначено, що застосування перфорованого прошарку, у порівнянні із зварюванням без прошарку, дозволяє одержувати зону об'ємної взаємодії однакової ширини на всій контактній поверхні. Досліджено вплив попередньої підготовки поверхні хрому на якість зварних з'єднань. Визначено оптимальні параметри процесу зварювання та умови охолодження зварних вузлів з метою утворення мінімальних залишкових напружень. На підставі даних досліджень розроблено технологію дифузійного зварювання у вакуумі хрому з міддю з метою виготовлення біметалевих катодів для іонно-плазменевого напилення.

Визначено умови та морфологічні критерії утворення інтерметалевих фаз у біметалевих композитах, які не знижують їх експлуатаційні властивості. Одержано залежності процесу руйнування біметалевих композиційних матеріалів від технологічних параметрів зварювання вибухом та особливостей структуроутворення на межах розподілу фаз, доведено можливість в'язкого транскристалітного руйнування за наявності інтерметалевих фаз. На підставі результатів аналізу залежності технологічних параметрів зварювання вибухом біметалевих композицій, їх механічних властивостей та структурних характеристик вперше встановлено можливість одержання біметалевих композицій, які за наявності інтерметалевої фази алюміній - залізо на межі поділу шарів забезпечують необхідну міцність та герметичність з'єднань. Визначено оптимальні технологічні параметри зварювання вибухом для виконання даних вимог. Встановлено критерій надійності біметалевих композиційних матеріалів шляхом статистичної обробки результатів металографічного та фрактографічного досліджень з урахуванням геометрії фасеток руйнування та морфології інтерметалевих фаз.

  Скачати повний текст

Рассмотрены особенности разработанных Всероссийским институтом легких сплавов (Россия) принципов технологических процессов получения слоистых материалов - обшивных листов с термоупрочненной плакировкой, биметаллических листов и плит (алюминий + нержавеющая сталь, алюминий + силумины, алюминий + медь), прокатно-сварных панелей из алюминиевых сплавов с одно- и двусторонним расположением каналов. Последние перспективны для применения в производстве испарителей, конденсаторов, солнечных водонагревателей, теплообменных панелей, криогенных газификаторов и др.

Разработана технология сварки давлением в вакууме биметаллических трубных переходников из нержавеющей стали 10Х18Н10Т с алюминием АД1. Установлено, что модифицирование поверхности стальной заготовки с помощью отверстий способствует локализации пластической деформации в стыке и получению сварных соединений с прочностью не ниже прочности алюминия.

Рассмотрены особенности микроструктуры и прочностные свойства биметалла алюминий - сталь с профилированной контактной границей. Определены возможные области применения такого биметалла.

Современный уровень развития технологий обработки металлических материалов немыслим без использования лазеров, нашедших применение в таких процессах, как резка, термическая обработка, сварка, гравировка, пайка. Описаны исследования процесса получения биметаллического соединения нержавеющая сталь - латунь с использованием лазерной сварки проплавным швом. Образцы были сварены на оборудовании ООО НТО "ИРЭ - Полюс", производящем установки для сварки лазером с использованием клещей. Толщина образцов из стали 12Х18Н10Т и латуни Л63 составляла 3 мм. Сварку выполняли на разных режимах, а также оценивали влияние последующей термической обработки на механические свойства соединений. Проведены металлографические исследования, измерена микротвердость различных участков сварного соединения. Выявлено, что применение лазерной сварки проплавным швом для получения биметаллических соединений возможно при условии более тщательной отработки режимов сварки и последующей термической обработки.

Приведены исследования влияния остаточных напряжений в околошовной зоне плакирующего слоя двухслойной стали ВСт3сп5+10Х13 на эксплуатационные характеристики конструкции. Приведен анализ сравнительных характеристик эксплуатационных свойств различных биметаллических сварных соединений. Предложенные расчеты позволяют прогнозировать период работоспособности металлоконструкций до периода выхода из строя.

Запропоновано алгоритм розв'язування за допомогою методу скінченних елементів задачі теплопровідності та дифузії водню зі змінними коефіцієнтами дифузії та розчинності для структурно-неоднорідних матеріалів. Алгоритм апробовано на прикладі розв'язування задачі для біметалічного циліндричного зразка, який, згідно зі стандартом ASTM G146-01, використовують для досліджень на водневу стійкість біметалічних з'єднань. Одержано розподіл концентрації водню у циліндричному зразку з наплавкою внаслідок охолодження за різних швидкостей після високотемпературного наводнювання. Показано, що у зоні сплавлення зі сторони наплавлення виникають зони надрівноважного перенасичення воднем, що може спричинити відшарування наплавлення від основного металу.

Сопоставлены расчетные критерии бронестойкости защитных материалов, предложенные различными авторами. Для двухслойного биметалла, полученного сваркой взрывом, оптимальным признан расчетный критерий Стиглица. Расчетное значение критерия Стиглица для биметалла сталь 65Г + алюминий АД0 с равными толщинами слоев более чем в 2 раза превышает приведенные в литературе значения этого критерия для броневой стали, но, как и для броневой стали, на порядок меньше значения этого критерия для эффективной противопульной керамики (горячепрессованного карбида бора). Данный биметалл вполне приемлем по расчетному критерию противопульной бронестойкости, а по экономическим соображениям может успешно конкурировать как с броневой сталью, так и с ударопрочными броневыми керамическими материалами.

Electric welding is usually used for surfacing metal products. This process may be laborious and timeconsuming, which at the same time excludes welding jointing throughout the product surface. The productivity of powder tape surfacing is pretty low, up to 2,7 kg / h, with a melting rate of 13 - 15 min / h. The use of the selfpropagating high-temperature synthesis for producing a liquid thermite alloy aimed at further surfacing throughout the metal surface of a detail can provide a cost-effective and viable alternative technology for manufacturing bimetallic products.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.75 + К644.77

Рубрики:

Зварювання біметалів

Наплавлення у виробництві біметалів

Шифр НБУВ: Ж14475 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено результати досліджень ефективності застосування технології дифузійного зварювання в вакуумі для отримання тонколистового біметалу алюміній-титан розміром 120 x 120 мм. Досліджено влив параметрів зварювання на мікроструктуру та механічні властивості з'єднань. Встановлено, що зварювання матеріалів із фольги ускладнене внаслідок її низької деформаційної здатності. Використання у процесі зварювання як "активаторів" термічно стійких порошків із SiC і WC не надає можливість отримати якісні з'єднання через впровадження твердих часточок у матеріал, що зварюється, та утворення дефектів у вигляді наскрізних отворів. Показано, що використання сталевої сітки для активації пластичної деформації на контактних поверхнях фольги надає можливість суттєво знизити тиск зварювання та отримати бездефектні з'єднання між титаном та алюмінієм, із вищими в 1,7 разу значеннями міцності у порівнянні з шаруватими з'єднаннями Al + Ti, отриманими без використання сітки.

Сучасний темп промислового розвитку потребує зниження металоємності конструкцій та одночасного підвищення їх технічних характеристик. Використання біметалевих з'єднань у вузлах конструкцій дозволяє поєднати переваги кожного з матеріалів та забезпечити високі експлуатаційні властивості. Одним із найбільш поширених біметалів є пара алюміній-мідь, що широко використовується в різних галузях промисловості. Тому актуальним завданням є пошук нових способів отримання нероз'ємних з'єднань алюмінію з міддю. Отримання якісних нероз'ємних з'єднань різнорідних матеріалів пов'язане з технологічними труднощами, викликаними відмінностями фізико-механічних властивостей матеріалів. Особливо ця проблема ускладнюється в разі необхідності одержання прецизійних з'єднань. Способи зварювання тиском, зокрема електроконтактне, здатні запобігти виникненню вказаних проблем, підвищити міцність з'єднання та досягти прецизійності за рахунок більш низьких температур та меншої тривалості їх дії порівняно зі зварюванням плавленням. У попередніх роботах розроблено технологію прецизійного електроконтактного зварювання алюмінієвих сплавів через тонкий металевий проміжний прошарок. Недослідженим питанням залишається електроконтактне зварювання алюмінію з міддю через тонкий металевий проміжний прошарок. Дослідження здатності до зварювання тиском алюмінію та міді через проміжний прошарок з алюмінієвої фольги з метою отримання з'єднань з високою міцністю та низьким рівнем деформації. Дослідження проведено на зразках із алюмінію АД0 та міді М1 з використанням проміжного прошарку із суцільної стрічки алюмінієвої фольги марки АД0. Шляхом експериментів встановлено оптимальний режим електроконтактного точкового зварювання. Якість зварного з'єднання залежить від кількості шарів фольги в проміжному прошарку. Висновки: розроблено технологію зварювання тиском алюмінію та міді через проміжний прошарок з алюмінієвої фольги; встановлено, що використання проміжного прошарку дозволяє збільшити тепловкладення в зону з'єднання та зменшити рівень залишкової деформації; досліджено мікроструктуру зони з'єднання; визначено міцність зварних з'єднань.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.75 + К230.43

Рубрики:

Зварювання біметалів

Структурні та фазові перетворення в кольорових металах і сплавах

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ