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

УДК:621.791.12

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

Автор:

Болотов Максим Геннадійович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Болотов Геннадій Павлович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Прибитько Ірина Олександрівна, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Новомлинець Олег Олександрович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14027, Україна)

Мова статті: українська

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.

Ключові слова:

тліючий розряд; напружено-деформований стан; газорозрядна плазма; дифузійне зварювання.

Список використаних джерел:

  1. Котельников Д. И. Нагрев тлеющим разрядом при диффузионной сварке. Вестник Киев. политехн. ин-та. Сер. «Машиностроение». 1968. № 5. С. 56–60.
  2. Котельников Д. И. Технологические особенности применения тлеющего разряда при сварке. Технология и организация производства. 1976. № 7. С. 57–59.
  3. 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.
  4. Болотов Г. П. Тлеющий разряд как источник нагрева в процессах сварки и пайки (обзор). Автоматическая сварка. 2001. № 8. С. 41–44.
  5. Болотов Г. П. Установка для диффузионной сварки в тлеющем разряде. Информ. листок. Чернигов: МТЦНТИ, 1992. № 2–92. 4 с.
  6. Котельников Д. И., Крысанов Ю. Н. Распределение плотности тока в катодном пятне тлеющего разряда. Автоматическая сварка. 1979. № 11. С. 27–29.
  7. 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.
  8. Болотов М. Г., Болотов Г. П. Порівняльна оцінка ефективності джерел енергії для дифузійного зварювання у вакуумі. Вісник ЧДТУ. 2010. № 42. С. 144–147.
  9. 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.
  10. Рыкалин Н. Н. Расчет тепловых процессов при сварке. Москва: Машгиз, 1951. 296 с.
  11. 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.
  12. Квасницкий В. В., Матвиенко М. В., Лабарткава Ал. В., Пивоварова Т. А. Напряженно-деформированное состояние при диффузионной сварке металлов с различными физико-механическими свойствами применительно к деталям цилиндрической формы. Зб. наук. праць НУК. 2007. № 3. С. 61–67.
  13. 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.

Завантажити