Модифицирование поверхности прослойки никеля для делокализации деформации при сварке давлением образцов титанового сплава и нержавеющей стали

Р.Г. Хазгалиев1, М.Ф. Имаев2, Р.Р. Мулюков3*, Ф.Ф. Сафин4§
1450001, г. Уфа, ул. Степана Халтурина 39
2г. Уфа, Степана Халтурина 39
3450001, г. Уфа, Степана Халтурина 39
4450000, г. Уфа, ул. Карла Маркса, 12
Аннотация
Аннотация. Исследовали равномерность деформации в зоне соединения при сварке давлением образцов титанового сплава ПТ3В и нержавеющей стали 12Х18Н10Т через никелевую прослойку. Показано, что в случае плоских поверхностей соединяемых образцов в центре их образуются застойные зоны, а формирование соединения происходит неравномерно: схватываются края образцов, в то время как в центре свариваемых поверхностей схватывание слабое. Такое явление обусловлено тем, что в результате взаимной диффузии и образования химических связей резко увеличивается сила трения, в результате чего деформация локализуется на периферии образцов. Образование застойных зон и неравномерное схватывание снижают качество сварного соединения. Проведено моделирование процесса сварки. Установлено, что наиболее реальное состояние фрикционного взаимодействия в зоне контактов прослойки никеля с образцами титанового сплава и нержавеющей стали соответствует условию полного прилипания поверхностей (stick condition). Показано, что при плоских поверхностях соединяемых образцов в их центре образуются застойные зоны. С целью делокализации деформации вдоль свариваемых поверхностей предложено модифицировать поверхность никеля периодической системой мелких выступов. Методами моделирования определено влияние такого модифицирования на однородность деформации при сварке давлением. Показано, что при модифицировании поверхности никеля выступами в зоне контакта образуются небольшие полости. Формовка в течение τ = 35 минут при соотношении ширины к высоте выступа S/h = 2/5 на никелевой прослойке обеспечивает наиболее равномерное распределение деформации, а также полное устранение остаточных полостей на свариваемых поверхностях титановый сплав-никель и нержавеющая сталь-никель.
Принята: 26 мая 2015
Просмотры: 108   Загрузки: 36
Ссылки
1.
V. R. Ryabov, D. M. Rabkin, R. S. Kurochka, L. G. Strizhevskaya. Welding of dissimilar metals and alloys. M. Mashin. (1984) 239 p. (in Russian) [В. Р. Рябов, Д. М. Рабкин, Р. С. Курочка, Л. Г. Стрижевская. Сварка разнородных металлов и сплавов. М. Машиностроение. (1984) 239 с.]
2.
A. V.Lyushinskiy. Diffusion welding of dissimilar materials: a manual for students in higher education. Academy. (2006) 239 p. (in Russian) [А. В. Люшинский. Диффузионная сварка разнородных материалов: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. Академия. (2006) 208 с.]
3.
E. S. Karakozov. Welding of metals pressure. M. Mashin. (1986) 280 p. (in Russian) [Э. С. Каракозов. Сварка металлов давлением. М. Машиностроение. (1986) 280 с.]
4.
M. V. Storozhev, E. A. Popov. Theory of plastic metal working. M. Mashin. (1977) 423 p. (in Russian) [М. В. Сторожев, Е. А. Попов. Теория обработки металлов давлением. М. Машиностроение. (1977) 423 с.]
5.
O. A. Kaybyshev, A. A. Markelov. Izvestia - Ferrous Metallurgy. 7, 119—121 (1973). (in Russian) [О. А. Кайбышев, А. А. Маркелов. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 7, 119—121 (1973).]
6.
E. V. Valitova, A. Kh. Akhunova, V. A. Valitov, S. V. Dmitriev, R. Ya. Lutfullin, M. Kh. Mukhametrakhimov. Letters on Materials. 4 (3), 190—194 (2014). (in Russian) [Э. В. Валитова, А. Х. Ахунова, В. А. Валитов, С. В. Дмитриев, Р. Я. Лутфуллин, М. Х. Мухаметрахимов. Письма о материалах. 4 (3), 190—194 (2014).
7.
R. G. Khazgaliev, M. Kh. Mukhametrakhimov, R. R. Mulyukov, R. Ya. Lutfullin Journal Perspektivnye materialy. 529—534 (2011). (in Russian) [Р. Г. Хазгалиев, М. Х. Мухаметрахимов, Р. Р. Мулюков, Р. Я. Лутфуллин. Перспективные материалы. 529—534 (2011).]
8.
R. G. Khazgaliev, A. R. Khalikov, S. V. Dmitriev. In: Collection of works of Russian scientific and practical conference of young scientists and students, ed by S. B. Sapozhkov, E. V. Politsinskiy, E. G. Soboleva, T. S. Katruk, E. G. Fisochenko. Yurga Institute of Technology. Tomsk. (2014) 167—172 p. (in Russian) [Р. Г. Хазгалиев, А. Р. Халиков, С. В. Дмитриев. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Юргинский технологический институт. Под ред. С. Б. Сапожков. Томск. Издательство Томского политехнического университета (2014) 167—172 c.]