Оптимизация режимов ротационной сварки трением разнородных сварных соединений геологоразведочных бурильных труб
Проект № 20-38-90032 «Аспиранты»
Руководитель — Приймак Е.Ю.
На первом этапе исследований было произведено математическое планирование трехфакторного эксперимента при варьировании параметров ротационной сварки трением (РСТ): силы разогрева (трения), силы проковки, частоты вращения при разогреве. В качестве критерия оптимизации выбран параметр временного сопротивления в сварном стыке, полученного при испытании образцов на статическое растяжение, имеющих концентратор напряжений в контактной зоне привариваемых материалов. Выполнен эксперимент, получены значения временного сопротивления в стыке, произведена математическая обработка полученных данных, получено уравнение регрессии, адекватно описывающее влияние варьируемых параметров на свойства стыка. Исходя из полученных результатов, предложены оптимальные диапазоны параметров сварки, обеспечивающие максимальную прочность зоны контакта привариваемых материалов и отсутствие дефектов.
На образцах с оптимальными режимами выполнен металлографический анализ и произведены испытания на растяжение стандартных цельных образцов. Показано, что при изменении силы разогрева (трения) в оптимальном диапазоне изменяется протяженность зоны термомеханического влияния и микроструктура приконтактных зон, что может сказаться на таких свойствах как усталость.
Отдельно проведены исследования по оценке влияния силы проковки на микроструктуру и свойства растяжения стандартных цельных образцов и образцов с надрезом в зоне контакта. Установлено, что максимальная прочность зоны соединения в установленном оптимальном диапазоне параметров обеспечивается за счет формирования общих зерен вдоль линии контакта в результате процесса взаимной объемной рекристаллизации. С увеличением силы проковки прочность сварного стыка снижается за счет снижения доли образовавшихся общих зерен.
Намечены усталостные испытания сварных соединений, обладающих максимальной прочностью в стыке, в том числе после проведения последующего отпуска, а также детальные исследования микроструктуры сварных соединений в различных зонах с применением метода EBSD-анализа.
Посмотреть отчет за 2022 год
Последнее обновление: 23.06.2023
Ответственный за информацию:
Болдырев Петр Алексеевич, управление научной и инновационной деятельности, начальник управления
(тел.91-21-38)
