Ефективність ультразвукової обробки при збільшенні довговічності зварних з’єднань та конструкцій

• Main Authors: Jacob Kleiman, Yuri Kudryavtsev, Oleksandr Luhovskyi
• Format: Article
• Language: English
• Published: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute 2017-12-01
• Series: Mechanics and Advanced Technologies
• Subjects: залишкові напруження; ультразвуковий метод збільшення; підводна ультразвукова ударна обробка; UltraPeen®; втомна міцність
• Online Access: http://journal.mmi.kpi.ua/article/view/117489

Анотація. Ультразвукова ударна обробка (UIT) є відносно новим і перспективним процесом покращення втомної міцності зварних елементів та конструкцій. В більшості промислових застосувань цей процес відомий як ультразвукова обробка (UP). Сприятливий ефект UP досягається шляхом зняття залишкових напружень, що розтягують, і введення залишкових напружень, що стискають, в поверхневі шари матеріалу. Вторинними факторами підвищення втоми UP є зменшення концентрації напружень в зонах зварного шва і поліпшення механічних властивостей поверхневих шарів матеріалу. Втомні випробування зварних зразків показали, що UP є найбільш ефективним методом поліпшення довговічності в порівнянні з такими традиційними обробками як шліфування, термообробка, механічна ударна обробка і застосування електродів з низькотемпературними переходами (LTT). Розроблений комп'ютеризований комплекс для ультразвукової ударної обробки було успішно застосовано для продовження втомного терміну служби і корозійної стійкості зварних елементів, усунення спотворень, викликаних зварюванням та іншими технологічними процесами, зняття залишкових напружень, підвищення твердості поверхні матеріалів. Ультразвукова ударна обробка може ефективно застосовуватися для поліпшення втомної міцності при виробництві, відновленні і ремонті зварних елементів і конструкцій. Області / галузі, в яких ультразвукова ударна обробка була успішно застосована, включають: суднобудування, залізничні і шосейні мости, будівельне обладнання, гірнича справа, автомобілебудування, аерокосмічна промисловість. Результати втомних випробувань зварних елементів, проведених як відразу після зварювання, так і після застосування ультразвукової ударної обробки, розглянуті в цій статті. Показано, що UP є найбільш ефективним і економічним методом підвищення втомної міцності зварних елементів в матеріалах різної міцності. Ці результати також демонструють сильну тенденцію до збільшення втомної міцності зварних елементів після застосування ультразвукової ударної обробки зі збільшенням механічних властивостей матеріалу, що використовується.