к.т.н., доцент, кафедра технической механики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Cand. Sci. (Engin.), associate professor, department of technical mechanics, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
аспирант, кафедра технологии сварочного производства и диагностики, Московский проспект, 14, г. Воронеж, 394026, Россия
graduate student, department of welding technology and diagnostics, Moskovsky Av., 14, Voronezh, 394026, Russia
д.т.н., профессор, кафедра технологии сварочного производства и диагностики, Московский проспект, 14, г. Воронеж, 394026, Россия
Dr. Sci. (Engin), professor, department of welding technology and diagnostics, Moskovsky Av., 14, Voronezh, 394026, Russia
д.т.н., профессор, кафедра технический механики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия
Dr. Sci. (Engin), professor, department of technical mechanics, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia
В различных отраслях современного машиностроения в качестве конструкционных материалов широко используют коррозионно-стойкие стали и титановые сплавы. При этом возможно соединение деталей из отечественных и импортных сплавов при помощи автоматической аргонодуговой электросварки, что приводит к образованию в сварном шве материала с неизученными свойствами. Сварные соединения являются концентраторами напряжений и в настоящее время отсутствуют сведения о малоцикловой усталости сварных соединений, полученных сплавлением отечественных и импортных материалов. В ходе проведенных исследований отработаны режимы сварки и термообработки стыковых сварных соединений, полученных из листовых титановых сплавов и коррозионно-стойких сталей отечественного и импортного производства. Проведены ресурсные испытания на малоцикловую усталость опытных образцов сварных соединений. Испытания на малоцикловую усталость проводили на модернизированной испытательной машине УММ-10 при повторно-статическом растяжении с коэффициентом асимметрии +0,1 и при частоте 0,6–0,8 Гц. Максимальное растягивающее напряжение составляло 80% от временного сопротивления разрыву наименее прочного сплава в паре. Ось главных напряжений от внешнего нагружения во всех случаях была перпендикулярна сварному шву. Испытания проводили до разрушения образца. В результате исследований установлено, что все сварные соединения разрушались по линии сплавления, что объясняется одновременным действием геометрических и структурных концентраторов напряжений. При этом разрушение образцов, как правило, начиналось около шва со стороны наименее прочного сплава в паре. Так же установлено, что применение температур неполного отжига в сравнении с полным позволяет повысить циклическую долговечность для сварных соединений титановых сплавов в 1,3–2 раза. Из результатов сравнительных испытаний образцов из коррозионно-стойких сталей следует, что отечественная и импортная стали, а также их сварные соединения, обладают близкими свойствами – как по прочности, так и по повторно-статической долговечности.
In various branches of modern engineering, corrosion-resistant steels and titanium alloys are widely used as structural materials. At the same time, it is possible to connect parts made from domestic and imported alloys using automatic argon-arc electric welding, which leads to the formation of a material with unexplored properties in the weld. Welded joints are stress concentrators and currently there is no information about low-cycle fatigue of welded joints obtained by fusing domestic and imported materials. In the course of the research, the modes of welding and heat treatment of butt welded joints obtained from sheet titanium alloys and corrosion-resistant steel of domestic and foreign production have been developed. Resource tests for low-cycle fatigue of samples of welded joints were carried out. Tests on low-cycle fatigue were carried out on the upgraded testing machine UMM-10 with repeated static stretching with an asymmetry factor of +0.1 and at a frequency of 0.6–0.8 Hz. The maximum tensile stress was 80% of the temporary tensile strength of the weakest alloy in the pair. The main stress axis from external loading in all cases was perpendicular to the weld. The tests were carried out until the destruction of the sample. As a result of research, it was established that all welded joints were destroyed along the fusion line, which is explained by the simultaneous action of geometric and structural stress concentrators. In this case, the destruction of the samples, as a rule, began near the seam from the side of the weakest alloy in the pair. It was also established that the use of temperatures of incomplete annealing in comparison with the full one allows to increase the cyclic durability for welded joints of titanium alloys by 1.3–2 times. From the results of comparative tests of samples of corrosion-resistant steels, it follows that domestic and imported steels, as well as their welded joints, have similar properties, both in strength and in re-static durability.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.