Оптимизация режимов ротационной сварки трением разнородных сварных соединений геологоразведочных бурильных труб
Проект № 20-38-90032 «Аспиранты»
Руководитель — Приймак Е.Ю.
Методом математического планирования 4-факторного эксперимента исследовано влияние параметров ротационной сварки трением (силы разогрева (трения), силы проковки, частоты вращения и длины оплавления) на прочность контактной зоны разнородных сварных соединений сталей 30ХГСА и 40ХМФА. Получено эмпирическое уравнение зависимости временного сопротивления на образцах с надрезом в контактной зоне от параметров сварки. Определен диапазон оптимальных параметров, обеспечивающих максимальную прочность контактной зоны привариваемых материалов.
На основании результатов металлографического анализа сварных соединений с применением оптической и сканирующей электронной микроскопии установлены особенности механизма образования неразъемного соединения сталей 30ХГСА и 40ХМФА при РСТ, обеспечивающих максимальную прочность в сварном стыке.
На образцах сварных соединений, сваренных по режимам из оптимального диапазона, выполнен металлографический анализ и произведены испытания на растяжение стандартных цельных образцов с применением метода корреляции цифровых изображений и механические испытания на усталость. Показано, что при изменении силы разогрева (трения) в оптимальном диапазоне изменяется протяженность зоны термомеханического влияния и микроструктура приконтактных зон, что оказывает влияние на деформационное поведение при растяжении и усталостные свойства сварного соединения. Проанализировано влияние послесварочного отпуска на свойства сварного соединения. Установлено, что послесварочный отпуск оказывает негативное влияние на усталостную прочность сварных соединений, что сказывается на снижении количества циклов до разрушения испытанных образцов. На основании проведенных исследований окончательно выбран режим сварки, при котором механические свойства сварного соединения не уступают материалу наименее прочной стали 30ХГСА как при растяжении, так и в условиях усталости.
Полученные результаты приняты к внедрению на предприятии АО «Завод бурового оборудования» (Оренбург) для производства облегченных бурильных труб для высокоскоростного алмазного бурения.
Посмотреть отчет за 2021 год
Последнее обновление: 23.06.2023
Ответственный за информацию:
Болдырев Петр Алексеевич, управление научной и инновационной деятельности, начальник управления
(тел.91-21-38)
