Анализ характеристик процессов линейной и инерционной сварки трением никелевых сплавов

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В настоящей статье рассмотрены процессы инерционной и линейной сварки трением жаропрочных никелевых сплавов ВЖ-175, ЭП-742 и ЭП-741. В статье дано описание разработанных программ для анализа характеристик для линейной и инерционной сварки трением. Также описаны разработанные конечно-разностные модели температурного поля, главными особенностями которых является движение границы трения, имитирующее процесс осадки. Проведен анализ кинематических, силовых, энергетических и температурных характеристик циклов линейной и ротационной сварки трением. Сравнение циклов линейной и ротационной сварки по 14 характеристикам показало, что наиболее информативными с точки зрения трансфера данных являются скорость и величина осадки, температура в стыке, удельная тепловая мощность, работа по осадке единицы объема, а также коэффициент трения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Медведев

Уфимский университет науки и технологий

Email: fozbourne@yandex.ru
Россия, Уфа

В. Р. Галимов

Уфимский университет науки и технологий

Email: fozbourne@yandex.ru
Россия, Уфа

А. Н. Паутов

Уфимский университет науки и технологий

Email: fozbourne@yandex.ru
Россия, Уфа

А. А. Миниахметов

Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей

Email: fozbourne@yandex.ru
Россия, Москва

Т. Т. Фозилов

Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей; Московский авиационный институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: fozbourne@yandex.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Joseph C., Thuvander M., Persson C., Hörnqvist Colliander М. Precipitation of γ’ during cooling of nickel-base superalloy Haynes 282 // Philosophical Magazine Letters. 2021. V. 101 (1). Р. 30. https://doi.org/10.1080/09500839.2020.1841314
  2. McAndrew A.R., Colegrove P. A., Flipo B. C.D., Bühr C. 3D modelling of Ti-6Al-4V linear friction welds // Science and Technology of Welding and Joining. 2017. V. 22 (6). Р. 496. https://doi.org/10.1080/13621718.2016.1263439
  3. Волков А. М., Саморуков М. Л., Овсепян С. В., Бакрадзе М. М. Особенности ротационной сварки трением гранулированного жаропрочного никелевого сплава ВЖ178П // Сварочное производство. 2020. № 10. С. 40. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2017-0-12-1-1
  4. Саморуков М. Л., Свиридов А. В., Рассохина Л. И., Битюцкая О. Н. Ротационная сварка трением литых и деформируемых полуфабрикатов жаропрочного никелевого сплава ВЖ159 // Труды ВИАМ. 2020. № 1 (85). С. 15. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2020-0-1-15-23
  5. Li W., Vairis A., Preuss M., Ma T. Linear and rotary friction welding review // Materials and Manufacturing Processes. 2016. V. 61 (2). Р. 71. https://doi.org/10.1080/09506608.2015.1109214
  6. McAndrew A.R., Colegrove P. A., Bühr C. et al. A literature review of Ti-6Al-4V linear friction welding // Progress in Materials Science. 2018. V. 92. P. 225. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.10.003
  7. Tung D. J., Mahaffey D. W., Senkov O. N. et al. Transient behaviour of torque and process efficiency during inertia friction welding // Science and Technology of Welding and Joining. 2019. V. 24 (2). Р. 136. https://doi.org/10.1080/13621718.2018.1491377
  8. Medvedev A. U., Galimov V. R., Gatiyatullin I. M., Murugova O. V. Finite Difference Model of Temperature Fields in Linear Friction Welding // J. Solid State Phenomena. 2020. V. 303. Р. 175. https://doi.org/https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.303.175
  9. Medvedev A. U., Galimov V. R., Gatiyatullin I. M. The study of the welding relief shape influence on the linear friction welding process // IOP Conf. Series: Mater. Sci. and Engin. 2021. V. 1155. Р. 1. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1155/1/012040
  10. McAndrew A.R., Colegrove P. A., Addison A. C. et al. Energy and force analysis of Ti-6Al-4V linear friction welds for computational modeling input and validation data // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 2014. V. 45 (13). Р. 6118. https://doi.org/10.1007/s11661-014-2575-8
  11. Bühr C., Colegrove P. A., McAndrew A.R. A computationally efficient thermal modelling approach of the linear friction welding process // J. of Materials Processing Technology. 2018. V. 252. Р. 849. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.09.013
  12. Li W., Ma T., Li J. Numerical simulation of linear friction welding of titanium alloy: Effects of processing parameters // Materials and Design. 2010. V. 31. P. 1497.
  13. Schröder F., Ward R. M., Walpole A. R. et al. Linear friction welding of Ti6Al4V: experiments and modeling // Mater. Sci. and Technol. 2015. V. 31. P. 372. https://doi.org/10.1179/1743284714Y.0000000575
  14. Wang G. L., Li J. L., Xiong J. T. et al. Study on the friction interface evolution during rotary friction welding of tube // J. of Adhesion Science and Technology. 2019. V. 33 (10). Р. 1033. https://doi.org/10.1080/01694243.2019.1575603
  15. Maalekian M. Friction welding — critical assessment of literature // Science and Technology of Welding and Joining. 2017. V. 12 (8). Р. 738. https://doi.org/10.1179/174329307X249333

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Форма свариваемых заготовок для ИСТ (a) и ЛСТ (б).

Скачать (95KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Принципиальная схема процесса ИСТ (a) и ЛСТ (б): 1 — скорость генерирующего трение движения; 2 — осевое давление; 3 — осадка.

Скачать (90KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема симметричной одномерной задачи (a) и явная конечно-разностная схема расчета (б).

Скачать (46KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Циклограммы ИСТ образцов, сваренных по режиму 1 (a), 2 (б) и 3 (в): 1 — температура в стыке, К; 2 — вводимая мощность Вт Х0,1; 3 — осадка, мм Х100; 4 — коэффициент трения, Х1000.

Скачать (155KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Циклограммы ЛСТ образцов из сплавов ВЖ175 (а), ЭП742 (б) и ЭП741 (в): 1 — температура в стыке, К; 2 — вводимая мощность Вт Х0,25; 3 — осадка, мм Х100; 4 — коэффициент трения, Х1000.

Скачать (170KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025