ОЦІНКА НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ДИФУЗІЙНО-ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ РІЗНОРІДНИХ МАТЕРІАЛІВ, ОТРИМАНИХ ПРИ НАГРІВАННІ В ТЛІЮЧОМУ РОЗРЯДІ

Максим Геннадійович Болотов; Геннадій Павлович Болотов; Ірина Олександрівна Прибитько; Олег Олександрович Новомлинець

doi:10.25140/2411-5363-2019-1(15)-9-20

Автор(и)

Максим Геннадійович Болотов Чернігівський національний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-0915-4132
Геннадій Павлович Болотов Чернігівський національний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-0305-2917
Ірина Олександрівна Прибитько Чернігівський національний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-8550-8318
Олег Олександрович Новомлинець Чернігівський національний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-0774-434X

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2019-1(15)-9-20

Ключові слова:

тліючий розряд, напружено-деформований стан, газорозрядна плазма, дифузійне зварювання

Анотація

Актуальність теми дослідження. На сьогодні тліючий розряд середніх тисків знайшов значне поширення в різних технологічних процесах хіміко-термічної обробки, нанесення покриттів, зварювання і паяння завдяки можливості регулювання теплових впливів у широких межах.

Постановка проблеми. Однак поряд зі сприятливими передумовами виявили і недоліки, здебільшого пов’язані зі складнощами зварювання в полі нормального тліючого розряду деталей, що суттєво відрізняються за теплофізичними властивостями, що зумовлено особливостями теплового впливу при підвищених тисках газу в робочій камері.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Показано, що тліючий розряд, який горить у порожнистому катоді, забезпечує рівномірний розподіл теплової енергії, що забезпечує можливість отримання надійних метало-керамічних дифузійно-зварних з’єднань.

Мета роботи. Метою цієї роботи є порівняльний аналіз напружено-деформованого стану (НДС) при дифузійному зварюванні з’єднань із різнорідних матеріалів, що виникає під час нагрівання в нормальному тліючому розряді та тліючому розряді, ініційованому в порожнистому катоді.

Виклад основного матеріалу. Шляхом комп’ютерного моделювання в програмному пакеті ANSYS v.16.0 здійснено порівняльний аналіз напружено-деформованого стану дифузійно-зварних теплофізично «тонких» та «масивних» деталей у процесі нагрівання в полі нормального тліючого розряду та розряду в порожнистому катоді.

Висновки відповідно до статті. Встановлено, що при нагріванні теплофізично «масивних» різнорідних тіл у плазмі НТР утворюється несприятливий НДС із рівнем напружень, що на 19% перевищує межу витривалості кераміки. Такий вузол функціонувати не може. Водночас під час зварювання в ТРПК рівень напружень, що виникають у «масивних» з’єднаннях не перевищує допустимий.

Посилання

Котельников Д. И. Нагрев тлеющим разрядом при диффузионной сварке. Вестник Киев. политехн. ин-та. Сер. «Машиностроение». 1968. № 5. С. 56–60.

Котельников Д. И. Технологические особенности применения тлеющего разряда при сварке. Технология и организация производства. 1976. № 7. С. 57–59.

Bolotov, G. P., Bolotov, M. G., Rudenko, M. M. Modification of Materials Surface Layers by Low-Energy Ion Irradiation in Glow Discharge. IEEE 36th International Conference “Electronics and Nanotechnology ELNANO’2016”. April 2016. Р.135–140.

Болотов Г. П. Тлеющий разряд как источник нагрева в процессах сварки и пайки (обзор). Автоматическая сварка. 2001. № 8. С. 41–44.

Болотов Г. П. Установка для диффузионной сварки в тлеющем разряде. Информ. листок. Чернигов: МТЦНТИ, 1992. № 2–92. 4 с.

Котельников Д. И., Крысанов Ю. Н. Распределение плотности тока в катодном пятне тлеющего разряда. Автоматическая сварка. 1979. № 11. С. 27–29.

Болотов М. Г., Ганєєв Т. Р. Ефективність нагріву при зварюванні в тліючому розряді з порожнистим катодом. Вісник Чернігівського державного технологічного університету. Серія «Технічні науки». 2012. № 1 (55). Ст. 126–131.

Болотов М. Г., Болотов Г. П. Порівняльна оцінка ефективності джерел енергії для дифузійного зварювання у вакуумі. Вісник ЧДТУ. 2010. № 42. С. 144–147.

Болотов М. Г. Дослідження локальних властивостей плазми тліючого розряду з порожнистим катодом стосовно до умов зварювального нагріву. Вісник ЧНТУ. Серія «Технічні науки». 2013. № 1. С. 112–119.

Рыкалин Н. Н. Расчет тепловых процессов при сварке. Москва: Машгиз, 1951. 296 с.

Квасницкий В. В., Ермолаев Г. В., Матвиенко М. В. Напряженно-деформированное состояние при диффузионной сварке узла втулка-втулка из разнородных материалов. Зб. наук. праць НУК. 2007. № 2. С. 50–56.

Квасницкий В. В., Матвиенко М. В., Лабарткава Ал. В., Пивоварова Т. А. Напряженнодеформированное состояние при диффузионной сварке металлов с различными физикомеханическими свойствами применительно к деталям цилиндрической формы. Зб. наук. праць

НУК. 2007. № 3. С. 61–67.

Махненко В. И., Квасницкий В. В., Ермолаев Г. В., Матвиенко М. В. Влияние пластических деформаций на напряженно-деформированное состояние при диффузионной сварке узлов втулка-фланец. Зб. наук. праць НУК. 2008. № 2. С. 55–61.