МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСНОВИ АКУСТИКО-ЕМІСІЙНОГО ДІАГНОСТУВАННЯ РУЙНУВАННЯ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ АЛЮМІНІЄВОГО СПЛАВУ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано доцільність проведення досліджень та актуальність теми

дисертації,  визначено  мету  та  сформульовано  необхідні  для  її  досягнення  задачі,

розкрито  наукову  новизну  роботи,  теоретичне  та  практичне  значення  отриманих

результатів.

  4

У першому розділі  дисертаційної роботи приведено класифікацію найужива-ніших у промисловості алюмінієвих сплавів та виділено особливості фазового скла-ду  металу  їх  ЗЗ.  Показано,  що  найпоширенішими  у  будівництві  відповідальних

елементів конструкцій, зокрема у авіапромисловості, є сплави, леговані міддю та

марганцем.

Розглянуто низку методів зварювання деталей з алюмінієвих сплавів і відзначе-но, що якість ЗЗ, яку необхідно досягти під час виготовлення товстостінних елемен-тів, наприклад літальних апаратів, забезпечують застосуванням електронно-проме-невого  зварювання  (ЕПЗ).  Даний  метод  має  велику  кількість  суттєвих  переваг:

підвищені  міцнісні  характеристик  з’єднань;  малі  розміри  шва  і  зони  термічного

впливу;  відсутність  оксидних  включень  і  включень  вольфраму;  можливість

зварювання за один прохід товщин до 250 мм. Проте технологія ЕПЗ є складною,

майже кожен сплав має свою специфіку зварювання, в якій дуже складно врахувати

всі  особливості,  тому  нерідко  ЗЗ  алюмінієвих  сплавів  містять  такі  характерні

дефекти як: пори, холодні тріщини, відхилення геометрії шва тощо.

Для  виявлення  руйнування  виробів  із  алюмінієвих  сплавів  застосовують

різноманітні  методи  неруйнівного  контролю:  ультразвуковий,  ренгенографічний,

вихрострумовий та інші. Показано, що найефективнішими серед них є ті, що базу-ються  на явищі АЕ, оскільки завдяки високій чутливості дають змогу спостерігати

за динамікою зародження та розвитку руйнування у режимі реального часу. Пред-ставлено існуючі підходи АЕ-діагностування руйнування елементів конструкцій з

алюмінієвих сплавів та їх ЗЗ.

Відзначено,  що  значний  внесок  у  згаданій  області  досліджень  зробили  такі

вітчизняні та зарубіжні вчені: О. Андрейків, В. Похмурський, З. Назарчук, В. Федір-ко, В. Скальський, О. Осташ, Г. Никифорчин, Б. Русин, Л. Тихонов, В. Махненко,

В. Осадчук,  А.  Недосека,  Д. Рабкін,  Г. Нікіфоров,  А. Іщенко,  А. Бондарев,  А. Ло-зовська,  В. Палаш,  Т. Lindley,  C. Scruby,  С. Scala,  J.  Baram,  S. Malarvizhi,  V. Bala-subramanian, S. Tosto, F. Nenci, G. Moraitis, L. Huo, F. Chen та інші.

Показано,  що  на  сьогодні  немає  завершених  досліджень  з  побудови  АЕ-методик щодо виявлення початкових стадій руйнування у ЗЗ алюмінієвих сплавів.

Тому виникла необхідність розроблення нових і удосконалення існуючих підходів у

сучасних  технологіях  АЕ-діагностування  зварних  з’єднань  елементів  конструкцій

тривалого експлуатування і відповідального призначення.

Другий  розділ  дисертаційної  роботи  присвячений  дослідженню  мікрострук-тури ЗЗ алюмінієвого сплаву. Встановлено, що перебіг структурних перетворень у

різних  точках  ЗЗ  залежить  від  максимальної  температури  їх  нагрівання  і  часу

перебування у відповідному інтервалі температур. Звідси випливає, що для аналізу

мікроструктури та кількісної оцінки геометрії зон ЗЗ слід розрахувати температурні

поля в їх околі.

Показано,  що  класичні  підходи  до  розрахунку  температурних  полів  не

враховують зміну потужності джерела тепла за товщиною ЗЗ. Тому їх не коректно

використовувати  під  час  розрахунку  термічних  циклів  за  зварювання  пластин

великих товщин. 

  5

Суть запропонованої методики полягає в тому, що

електронний  промінь  розглядали  як  сукупність  ліній-них джерел тепла qі  (і = 1,…, n) загальною потужністю

q, що рухаються зі швидкістю зварювання в середині

пластин (рис. 1). Розподіл температур від таких джерел

розраховували за моделлю М. М. Рикаліна (1). Потуж-ність qі  визначали з рівняння (2) де β –  введений нами

множник,  який  показує  відсоток  енергії,  що  припадає

на кожне з джерел тепла. Його встановлювали метало-графічно за макрошліфом, вирізаним упоперек ЗЗ.