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.

сварные соединения, усталостная прочность, титановые сплавы, коррозионностойкие стали

1. Vasechkin M.A., Davydov O.Yu., Kolomenskii A.B., Egorov S.V. Effect of welding and heat treatment regimes on the mechanical properties of various titanium alloy welded joints // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. V. 54. № 7–8. P. 525–530. doi: 10.1007/s10556–018–0512–1

2. Шашкова Ю.Е. Применение титана и титановых сплавов для различных отраслей промышленности. Основные свойства и преимущества // Сфера нефтегаз. 2011. № 3. С. 166–167.

3. Глазунов С.Г., Ясинский К.К. Титановые сплавы для авиационной техники и других отраслей промышленности // Технология легких сплавов. 1993. № 7–8. С. 47–54.

4. Васечкин М.А., Егоров С.В., Коломенский А.Б., Чертов Е.Д. Временное сопротивление разрыву сварных конструкций, изготовленных из отечественных и импортных материалов // Вестник ВГУИТ. 2015. № 4(66). С. 61 – 65.

5. Производственная инструкция ПИ 1.2.587–02. Термическая обработка полуфабрикатов и деталей из титановых сплавов. М.: ВИАМ. 29 с.

6. Производственная инструкция ПИ 1.2.132–79. Удаление окалины и альфированного слоя с поверхности полуфабрикатов и деталей из титановых сплавов. М.: ВИАМ. 13 с.

7. Bai R. et al. Study on welding sequence of butt-welded structures based on equivalent heat source parameter // International Journal of Pressure Vessels and Piping. 2018. V. 163. P. 15–22.

8. Liang W., Deng D. Investigating the influence of external restraint on welding distortion in thin-plate welded structures by means of numerical simulation technology // Journal of Physics: Conference Series. 2018. V. 1063. №. 1. P. 012082. doi: 10.1088/1742-6596/1063/1/012082

9. Hector R., Naoki O., Hidekazu M., Sherif R. Development of a Practical Straightening Simulation for Welded Structures Using Inherent Strain Method // KnE Engineering. 2018. V. 3. №. 1. P. 332–343. doi: 10.18502/keg.v3i1.1438

10. Bhatti A.A., Barsoum Z., Khurshid M. Development of a finite element simulation framework for the prediction of residual stresses in large welded structures //Computers & Structures. 2014. V. 133. P. 1–11.