По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102967 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 / В. М. Кислицын // Автоматическая сварка. — 2010. — № 12 (692). — С. 49-52. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102967 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кислицын, В.М. 2016-06-13T05:03:18Z 2016-06-13T05:03:18Z 2010 По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 / В. М. Кислицын // Автоматическая сварка. — 2010. — № 12 (692). — С. 49-52. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102967 ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Краткие сообщения По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 Review of journal «Welding and Cutting», 2010, No.3 Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 |
| spellingShingle |
По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 Кислицын, В.М. Краткие сообщения |
| title_short |
По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 |
| title_full |
По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 |
| title_fullStr |
По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 |
| title_full_unstemmed |
По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 |
| title_sort |
по страницам журнала «welding and cutting», 2010, № 3 |
| author |
Кислицын, В.М. |
| author_facet |
Кислицын, В.М. |
| topic |
Краткие сообщения |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Review of journal «Welding and Cutting», 2010, No.3 |
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102967 |
| citation_txt |
По страницам журнала «Welding and Cutting», 2010, № 3 / В. М. Кислицын // Автоматическая сварка. — 2010. — № 12 (692). — С. 49-52. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT kislicynvm postranicamžurnalaweldingandcutting20103 AT kislicynvm reviewofjournalweldingandcutting2010no3 |
| first_indexed |
2025-11-25T21:40:36Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:40:36Z |
| _version_ |
1850556018220597248 |
| fulltext |
результате высокоскоростного плазменного напы-
ления водной суспензии с порошком TiO2. Пос-
кольку каталитическая активность материала
такого покрытия зависит от содержания в нем
фазы анатаза, дальнейшее направление работы
связано с определением пути управления фазовым
составом TiO2-покрытия, полученного методом
плазменного напыления суспензии TiO2, и уста-
нов- ление влияния фазового состава покрытия
на его каталитическую активность или эффектив-
ность использования в составе солнечной батареи.
1. Напыление покрытий с подачей в плазменную струю вод-
ных растворов различных соединений / В. А. Фролов, В. А.
Поклад, Б. В. Рябенко и др. // Свароч. пр-во. — 2009. —
№ 9. — С. 47–50.
2. Parameters controlling liquid spraying solutions, solids or sus-
pensions / P. Fauchais, R. Etchart-Salas, V. Rat et al. // J.
Therm. Spray Technology. — 2008. — 17(1). — P. 31–59.
3. Comparative study on the photocatalytic behavior of titanium
oxide thermal sprayed coatings from powders and suspensions
/ F.-L. Toma, L. V. Berger, D. Jackuet et al. // J. Surface and
Coating Technology. — 2009. — 203. — P. 2150–2156.
4. Microstructure and environment functionalities of TiO2-sup-
ported photocatalysts obtained by suspension plasma spraying
/ F.-L. Toma, G. Bertrand, S. Begin et al. // Appl. Catal. B. —
2006. — 68. — P. 74–84.
5. Suspension plasma spraying of TiO2 for the manufacture of
photovoltaic cells / R. Vassen, Z. Yi, H. Kassner, D. Stover //
J. Surface and Coating Technology. — 2009. — 203. —
P. 2146–2149.
6. Физико-химические свойства окислов: Справочник. — М.:
Металлургия, 1969. — 456 с.
Experiments on deposition of TiO2 coatings with the TiO2 water suspension containing 15 wt. % of the nanosized TiO2
particles used as a spraying material were carried out. The experiments were conducted by the high-velocity air-gas
plasma spraying method (unit «Kiev-S»). Thickness of the deposited coatings was 80±12 μm. The anatase/rutile content
ratio varied during the spraying process from 79/21 (in powder) to 31/69 (in coating).
Поступила в редакцию 30.10.2009
ВЫСОКОТОЧНЫЙ РОБОТ ЭКОНОМИТ ВРЕМЯ ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ. — С. 132–134
Фирма AMS (Германия) разработала уникальную уста-
новку для плазменной резки нержавеющей стали специально
для изготовления сосудов под давлением, ресиверов, тепло-
обменников, смесителей и других устройств емкостью от
нескольких миллилитров до ста тысяч литров массой до 20 т
и максимальным диаметром до 4 м, используемых во многих
отраслях промышленности.
К достоинствам установки относится возможность сок-
ращения времени вырезки контура днища резервуара и всех
требуемых в нем отверстий до четырех часов вместо двух
дней ручной работы, причем с точностью линии реза ±1 мм.
Точность реза существующих образцов аналогичного обору-
дования составляет 3…5 мм, что при последующих опера-
циях, например, после свертывания обечаек резервуара при-
водит к появлению в зоне стыка сопрягаемых листов щелей
или к короблению металла.
Кроме того, установка позволяет проводить резку нер-
жавеющей стали толщиной до 50 мм, в то время как боль-
шинство образцов существующего оборудования рассчитано
на резку стали толщиной до 25 мм. Установка обеспечивает
резку металла и вырезку отверстий не только по прямоли-
нейным, но и по криволинейным плоскостям, позволяет вы-
полнять разделку кромок для последующей операции сварки.
Разрезаемые листы могут быть размещены на двух сва-
рочных столах размером 4×4 м, а плазмотрон, закрепленный
на подвижном портале, имеет возможность вращения и пе-
ремещения по трем осям (по длине на 8 м, по ширине на 3 м
и на 1 м по высоте). При резке небольших изделий один
сварочный стол может быть использован для загрузки или
выгрузки деталей, в то время как на втором столе будет
проводиться операция резки. При необходимости обработки
крупногабаритных изделий два стола соединяются между
собой, что расширяет обрабатываемую поверхность до 4×8 м.
Плазмотрон снабжен щупом, перемещаемым пневмати-
ческим приводом, который контролирует пространственное
положение плазмотрона и позволяет проводить последующее
моделирование перемещения плазмотрона по сферическим,
коническим, полусферическим обрабатываемым плоскостям
По страницам журнала
«WELDING and CUTTING»,
2010, № 3
12/2010 49
разрезаемого металла с фиксированием реперных точек, не-
обходимых для обозначения нулевых точек отсчета при вы-
полнении последующих операций изготовления обечаек и
сварки.
Установка может быть укомплектована баком емкостью
20 м3 и размерами 6,5×1,8×1,8 м для полного погружения
готового изделия в протравочный раствор, системой провер-
ки изделия на герметичность при давлении до 180 ати, а
также системами видеоэндоскопии, ферритометром и анали-
затором свойств металла.
КЛЕЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПЛАСТМАСС С ИЗНОСОСТОЙКИМ ПОКРЫТИЕМ. — С. 143
Поликарбонаты нашли широкое применение в автомо-
бильной промышленности при изготовлении боковых окон
или прозрачных обзорных крыш, что по сравнению с обыч-
ными стеклами позволяет не только сократить массу этих
элементов на 40…50 %, но и повысить их стойкость к удар-
ным воздействиям, т. е. повысить уровень безопасности во-
дителя и пассажиров в аварийных ситуациях.
В связи с тем, что поликарбонаты деградируют под дейс-
твием ультрафиолетового излучения, для повышения степени
резистивности к солнечному свету на них наносят полиси-
локсановое покрытие, которое к тому же обеспечивает по-
вышенную склерометрическую твердость (стойкость к исти-
ранию и нанесению царапин).
В настоящее время полисилоксановое покрытие наносят
методом распыления или поливом, однако в этом случае
появляется дополнительная операция предварительной защи-
ты зон соединения поликарбоната с металлом от нанесения
на них покрытия.
При нагреве стеклопакетов разница в коэффициентах
термического расширения стали и стекла почти не заметна,
но у поликарбоната этот параметр в пять раз выше, чем у
стали, поэтому для исключения выпучивания листа поликар-
боната при нагреве (рис. 1, 2) необходимо увеличивать раз-
меры металлического проема, куда вклеивается лист поли-
карбоната. Особенности монтажа поликарбоната в металли-
ческую раму показаны на рис. 1 и 2.
При этом необходимо также использовать соответству-
ющие высокомодульные (Terostat 8890FE 25) или низкомо-
дульные адгезивы (Terostat 8590UHV/M) и соответствующие
грунтовочные материалы, выпускаемые фирмой Henkel AG
& Co. KGaA
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. — С. 144–148
Склеивание как метод соединения является самым древ-
ним в истории человечества, но его использование в автомо-
бильной промышленности известно лишь с начала 1980-х
годов благодаря выпуску фирмой «Лейланд» модели ECV3
(Energy Conservation Vehicle Mark 3) — первого энергосбе-
регающего транспортного средства с несущим кузовом из
алюминиевых сплавов, прочность конструкции которого
обеспечивалась в основном упрочненными эпоксидными
смолами. Преимущества современных автомобилей серии
«Aston Martin DB9», «Jaguar XJ», спортивного «Lotus Elise»,
а также «Formula 1» достигнуты за счет использования вза-
мен сварки клеевых соединений узлов корпуса, хотя при этом
нельзя отрицать важную в автомобилестроении роль спосо-
бов сварки или заклепочных соединений.
В авиационной промышленности в 1903 г. методом скле-
ивания был изготовлен пропеллер биплана братьев Райт,
более широко этот метод использовали при изготовлении
аэропланов в 1945 г., а в настоящее время примером успеш-
ного использования клеевых соединений при изготовлении
элементов рулевого оперения из алюминиевых сплавов яв-
ляется «Конкорд». Современные модели аэробусов типа
А320 и А319 немыслимы без расширения использования
композитных материалов, для которых склеивание является
основным процессом соединения.
Предварительная обработка поверхностей перед процес-
сом склеивания является необходимостью для большинства
материалов, и выбор метода обработки зависит от требова-
ний к соединению, условий его эксплуатации и других фак-
торов, например, энергозатрат, стоимости химикатов, а также
законодательных запретов по использованию некоторых ре-
активов (в частности, шестивалентного хрома). В ряде слу-
чаев методы обработки представляют собой многостадийный
процесс, включающий химическое травление и анодное
окисление, а также современные методы обработки на основе
электролитического раскисления в фосфорной кислоте в со-
четании с сернокислотным анодированием (EPAD+SAA),
или анодирования на переменном токе с наложением пос-
тоянного потенциала (AC/DC). Для примера на рисунке пред-
ставлены особенности поверхностной обработки.
Процессом EPAD+SAA достигается очистка и раскисле-
ние обрабатываемой поверхности, а также модификация по-
верхностного слоя, повышающая его адгезионные свойства.
При этом возникают двойные оксидные слои, способствую-
щие более глубокому проникновению грунтовки и служащие
барьерным слоем, улучшающим коррозионную стойкость.
Рис. 1. Малый зазор между
поликарбонатом и металли-
ческой рамой приводит к
его выпучиванию
Рис. 2. Для устранения вы-
пучивания поликарбоната
необходимо увеличение за-
зора
Схематическое представление поверхности материала, подверг-
нутого сернокислотному анодированию и микрография реальной
поверхности
50 12/2010
ПРОЧНОСТЬ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ
ЦИКЛИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ. — С. 152–154
Дуговая пайка высокопрочных двухфазных сталей при-
поями CuSn6P взамен сварки позволяет увеличить прочность
соединений при воздействии циклических нагрузок. При
этом зона разрушения обычно располагается на границе меж-
ду припоем и основным металлом, где возможно наложение
нескольких факторов, например, металлургического и гео-
метрического характера (в частности, надреза).
Целью данной работы является исследование условий
формирования паяных соединений с малым углом смачива-
ния и увеличением зоны сплавления различных припойных
материалов. Для проведения исследований использовали
нахлесточные соединения с перекрытием 10 мм стали
HCT780XD+ZE с дуговым нагревом плавящимся электродом
в защитной газовой среде, который обеспечивает высокую
стабильность процесса, пониженный уровень тепловложения
и отсутствие разбрызгивания.
В качестве припойных материалов были выбраны прово-
локи из сплава CuSi3Mn1, наиболее широко используемого
в автомобилестроении сплава CuAl7, обеспечивающего са-
мую высокую среди выбранных припоев статическую проч-
ность паяных соединений, и сплава CuSn6P, обладающего
наилучшим смачиванием стали при минимальной темпера-
туре нагрева.
В качестве неизменяемых параметров режима пайки бы-
ли выбраны: скорость пайки — 1 м/мин, диаметр проволоки
— 1 мм, расход защитного газа — 12 л/мин.
Проведение дополнительной обработки обычно способ-
ствует повышению прочности соединения при вибрационных
нагрузках, а зона начального разрушения паяного соедине-
ния смещается в центральную часть прослойки припоя, в
связи с чем обеспечение требуемой прочности паяного сое-
динения обусловливается свойствами припоя.
Результаты исследования указывают на то, что при ду-
говом нагреве зоны соединения короткой дугой в среде за-
щитного газа использование припойных материалов, облада-
ющих более высокими прочностными характеристиками, для
которых необходим более высокий уровень тепловложения
из-за их низкой смачивающей способности, не приводит к
заметному повышению прочности паяных соединений в ус-
ловиях циклической нагрузки.
Припойные материалы с пониженной прочностью, но
обладающие хорошей смачиваемостью, позволяют повысить
циклическую стойкость соединений из-за возможности про-
ведения процесса пайки при пониженном уровне тепловло-
жения. Кроме того, по сравнению с обычно используемой
проволокой состава CuSi3Mn1 припойная проволока состава
CuSn6P позволяет улучшить прочность и демпфирующие
свойства соединения в условиях циклических нагрузок, а
также не препятствует последующей операции нанесения за-
щитного покрытия. На соединяемых поверхностях стали
вблизи паяного шва менее заметны следы нагара и повреж-
дения цинкового покрытия.
Последующая ударная обработка паяного шва способс-
твует повышению прочности соединения при циклических
нагрузках, причем ударная проковка по сравнению с дробес-
труйной обработкой позволяет повысить прочность соедине-
ния почти на 20 %.
Проведение испытаний паяных соединений при пульси-
рующей растягивающей нагрузке в резонансном режиме до
разрушения при соотношении напряжений R = 0,1 показы-
вает, что использование высокопрочного припойного метал-
ла не обязательно приводит к повышению прочности паяного
соединения в условиях циклической нагрузки (рисунок).
РАСШИРЕНИЕ ИНТЕРВАЛОВ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ СОСУДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
НА ОСНОВЕ МЕТОДИКИ УЧЕТА ОПАСНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ. — С. 160–166
В металлах сосудов под давлением, содержащих чистые,
сухие или не вызывающие коррозию жидкости или газы,
обычно не наблюдаются процессы деградации в течение дли-
тельного времени. Сосуды для хранения криогенных продук-
тов типа сжиженного природного газа, жидкого азота или
жидкого кислорода обычно не подвергаются контролю сос-
тояния металла на внутренней поверхности сосуда в течение
двадцати — тридцати лет. К тому же опорожнение сосуда
для проведения проверки состояния его внутренней поверх-
ности связано с существенными потерями сохраняемого про-
дукта. В том случае, если не предполагается никаких изме-
нений условий эксплуатации, или не очень велика опасность
разрушения сосуда, то, учитывая незначительную вероят-
ность разрушения сосуда, возникает возможность обоснован-
но увеличить интервал времени между очередными переры-
вами в эксплуатации сосуда для проведения планового осви-
детельствования.
Однако при этом очень важна необходимость проведения
тщательной и корректной экспертизы с обоснованием реко-
мендаций, обеспечивающих принятие должных мер безопас-
ности и разработкой рекомендаций, предписывающих про-
ведение конкретных дополнительных мероприятий в случае
возможного изменения условий эксплуатации.
В соответствии с заказом Health and Safety Commission
(Комиссия по здравоохранению и безопасности Великобри-
тании) авторами разработана методика, состоящая из шести
этапов оценки и обоснования требований к проведению оче-
редного внутреннего осмотра сосудов высокого давления на
предприятиях, оперирующих в зоне повышенной опасности.
При разработке методики освидетельствования сосудов вы-
сокого давления с учетом риска возникновения возможных
опасных ситуаций при его разрушении были учтены реко-
мендации ведущих нефтехимических компаний и организа-
ций госнадзора Великобритании.
Диаграмма циклической прочности соединений при различных
типах припоя
12/2010 51
ОСОБЕННОСТИ РАЗРУШЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ТОЧЕЧНОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКЕ
СВЕРХПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ. — С. 167–173
В комплексе мероприятий и законодательных норм, нап-
равленных на снижение уровня последствий аварии, наряду с
существующими системами и средствами обеспечения безопас-
ности водителя и пассажиров, основное внимание уделяется
жесткости конструкции автомобильного корпуса. К одной из
основных функций корпуса относится распределение и гашение
возникающих при аварии усилий за счет деформации опреде-
ленных элементов, причем постоянный рост требований к проч-
ности корпуса без заметного повышения его массы вызывает
необходимость в увеличении объема использования высокоп-
рочных и горячекатаных сталей.
Не рассматривая процесс деформации используемых ста-
лей, происходящий при проведении испытаний при лобовом
столкновении, наиболее существенное влияние на деформа-
цию и разрушение автомобильного корпуса оказывает проч-
ность сварных точек. В этом отношении появляется необхо-
димость в уточнении наших представлений не только о рас-
пределении механических напряжений в сварной точке, но
и о влиянии свойств металла сварной точки на основной
металл. При этом следует иметь в виду то обстоятельство,
что при точечной сварке высокопрочных и горячекатаных
сталей происходит резкое снижение механической прочнос-
ти в зоне термического влияния, окружающей сварную точ-
ку. Именно в этой области металла наиболее вероятно воз-
никновение трещин под воздействием напряжений растяже-
ния, возникающих при аварийных ситуациях. Разрушение
соединения чаще всего начинается в области максимальной
концентрации напряжений, например, в зоне надреза, а затем
происходит по основному металлу.
Цель проведения данной работы состояла в исследовании
влияния надреза, возникающего при сварке горячекатаной
стали, на прочность соединения при растяжении и возмож-
ность учета этого фактора при проектировании сварных кон-
струкций с использованием точечной контактной сварки.
В качестве исследуемого материала использовали мар-
ганцево-боридную сталь типа 22MnB5, широко используе-
мую в автомобилестроении, а также сталь этой же марки,
подвергнутую отпуску при 450 °С, что, как известно, повы-
шает пластичность металла. Для защиты стали от коррозии
и устранения образования окалины на сталь обычно наносят
цинковое покрытие методом погружения.
Для проведения испытаний были использованы два типа
образцов, показанные на рис. 1.
Для выявления влияния эффекта надреза, формирование
которого характерно при затвердевании металла сварной точ-
ки, были проведены испытания прочности сварных соедине-
ний на разрывной машине LFEM 300 фирмы Walter + Bai
AG, со скоростью приложения растягивающей нагрузки
20 МПа/с до момента достижения предела текучести.
Результаты измерения твердости металла при сварке ста-
ли 22MnB5 показывают возрастание твердости в зоне свар-
ной точки после проведения процесса сварки и снижение
твердости в промежуточной области между сварной точкой
и основным металлом (в зоне термического влияния) по срав-
нению с твердостью основного металла (рис. 2).
В зоне термического влияния твердость изменяется от
среднего значения твердости прилегающей области металла
до трехкратного возрастания отклонения от среднеквадра-
тичного значения.
Снижение твердости в зоне термического влияния приб-
лизительно одинаково как для стали 22MnB5 в исходном
состоянии, так и стали, подвергнутой операции отпуска, од-
нако если предел прочности на разрыв исходного металла
составляет 1500 МПа, то в отпущенном состоянии эта харак-
теристика снижается до 1050 МПа.
На основании анализа результатов измерения твердости
сварных образцов сверхпрочной стали в зоне сварной точки
и проведенных испытаний на разрыв установлено, что воз-
никновение трещин происходит не только вблизи сварной
точки, но и в области основного металла. Сопоставление ре-
зультатов компьютерного моделирования поведения металла
сварной точки под воздействием напряжений растяжения с
экспериментальными данными показывает достаточно пол-
ное совпадение не только в определении очагов первичного
разрушения сварного соединения, но и момента разрушения.
Материал подготовил В. М. Кислицын,
канд. техн. наук
Рис. 1. Форма образцов для различных видов испытаний точеч-
ного сварного соединения: а — одноосное растяжение; в — дву-
хосное напряжение
Рис. 2. Распределение твердости в области сварной точки для
стали 22MnB5 (верхняя линия) и листов двухфазной стали
(нижняя линия)
52 12/2010
|