Диссертация (Разработка расчетно-экспериментального метода оценки склонности сварных соединений к образованию горячих трещин при сварке тонколистовых металлических конструкций)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Разработка расчетно-экспериментального метода оценки склонности сварных соединений к образованию горячих трещин при сварке тонколистовых металлических конструкций". PDF-файл из архива "Разработка расчетно-экспериментального метода оценки склонности сварных соединений к образованию горячих трещин при сварке тонколистовых металлических конструкций", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "диссертации и авторефераты" в общих файлах, а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
Московский государственный технический университетимени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)На правах рукописиТРУХАНОВ КОНСТАНТИН ЮРЬЕВИЧУДК 621.791РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДАОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОБРАЗОВАНИЮ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН ПРИ СВАРКЕТОНКОЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙСпециальность 05.02.10 – Сварка, родственные процессы и технологииДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:профессор, доктор технических наукЦарьков Андрей ВасильевичМосква - 20172СОДЕРЖАНИЕСтр.ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................
4 Глава 1. Современное состояние теории образования горячих трещин внержавеющих сталях .................................................................................................. 6 1.1. Механизм образования горячих трещин при сварке ........................................
6 1.2. Методы оценки склонности сварных соединений к образованиюгорячих трещин ........................................................................................................... 9 1.2.1. Расчетные методы оценки склонности сварных соединений кобразованию горячих трещин .................................................................................... 9 1.2.2. Экспериментальные методы оценки склонности сварных соединенийк образованию горячих трещин ............................................................................... 13 1.2.2.1.
Технологические методы .................................................................. 13 1.2.2.2. Машинные методы ............................................................................ 19 1.2.3. Расчетно-экспериментальные методики оценки склонности сварныхсоединений к образованию горячих трещин .......................................................... 30 1.3. Выводы по главе 1 .............................................................................................. 34 ЦЕЛЬ РАБОТЫ ......................................................................................................... 35 ЗАДАЧИ РАБОТЫ ....................................................................................................
35 Глава 2. Разработка тепловой модели процесса сварки тонколистовыхметаллических конструкций .................................................................................... 36 2.1. Математическая модель теплопереноса .......................................................... 38 2.2.Построениечисленноймоделирешениянелинейнойзадачитеплопроводности методом конечных разностей .................................................. 42 2.3. Программная реализация численной модели ..................................................
49 2.4. Экспериментальная верификация модели теплопереноса............................. 55 2.4.1. Описание оборудования ................................................................................. 55 2.4.2. Верификация модели при нагреве неподвижной дугой.............................. 60 2.4.3.
Нагрев тонких пластин движущейся дугой .................................................. 63 2.5. Выводы по главе 2 .............................................................................................. 70 3Стр.Глава 3. Максимальная кривизна хвостовой части сварочной ванны каккритерий опасности возникновения горячих трещин ........................................... 71 3.1. Форма сварочной ванны как критерий оценки опасности возникновениягорячих трещин .........................................................................................................
71 3.2. Методика определения максимальной кривизны ванны ............................... 80 3.3. Апробация методики определения максимальной кривизны ванны ............ 84 3.4. Выводы по главе 3 .............................................................................................. 91 Глава 4. Исследование максимальной кривизны хвостовой части варочнойванны как объективного критерия опасности возникновения горячихтрещин ........................................................................................................................
92 4.1. Термодеформационные процессы при испытаниях на сопротивляемостьобразованию горячих трещин принудительным деформированием ................... 92 4.2. Связь максимальной кривизны хвостовой части варочной ванны,действующего темпа деформации и опасности возникновения горячихтрещин ........................................................................................................................ 99 4.3. Влияние геометрии конструкции на темп деформации ............................... 108 4.4.
Влияние жесткости конструкции на темп деформации ............................... 114 4.4. Вывод по главе 4 .............................................................................................. 117 Глава 5. Апробация методики численной оценки опасности возникновениягорячих трещин ....................................................................................................... 119 5.1. Построение модели оценки опасности возникновения горячих трещинпри сварке тонколистовых металлических конструкций ................................... 119 5.2.Практическаяреализацияметодикиопределениямаксимальнойкривизны хвостовой части варочной ванны ......................................................... 134 5.3.
Выводы по главе 5 ............................................................................................ 143 Основные выводы и результаты работы ............................................................... 144 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................... 146 4ВВЕДЕНИЕВнастоящеевремявКалужскойобластиактивноразвиваетсяавтомобильная промышленность.
В 2007 году был открыт автомобильныйзавод ООО «Фольксваген Груп Рус» международного концерна VolkswagenGroup. На заводе осуществляется как крупноузловая сборка автомобилей, так ипроизводство с высокой степенью локализации. Также в регионе были созданызаводы OOO «ПСМА Рус», производящий автомобили марок Пежо, Ситроен иМитцубиси и ЗАО «Вольво Восток» выпускающий грузовые автомобили. Дляобеспечения функционирования этих заводов в регионе были образованыпредприятия производителей автокомпонентов. Основными из них являютсяООО «Бентелер Аутомотив», ООО «Гестамп-Северсталь Калуга», ООО«Шердель Калуга», ООО «Форесия Аутомотив Девелопмент», ООО «Бозал» иряд других.Припроизводствеавтомобилейширокоприменяетсядуговаяиконтактная сварка, а также лазерная пайка. С помощью дуговой сваркиизготавливаются несущие элементы кузова, подвеска, силовые элементызащиты, элементы выхлопных систем и другие.
Для изготовления данныхэлементов часто применяются высоколегированные стали и алюминиевыесплавы.При сварке высоколегированных сталей, никелевых и алюминиевыхсплавов типичным дефектом сварных соединений являются горячие трещины(ГТ). Вопросы обеспечения технологической прочности были и остаютсяцентральными вопросами теории сварочных процессов.
Большой вклад вразвитие данной теории внесли отечественные ученые [1-3]. Именно ихстараниямибылакристаллизационныхразработанатрещин,аклассическаявведенноетеорияНиколаемобразованияНикифоровичемПрохоровым понятия «температурного интервала хрупкости» (ТИХ) вошло вовсе мировые учебники по теории сварки. Определенным итогом почти5полувековых исследований образования ГТ явился изданный в 1984 годуотечественный стандарт ГОСТ 26389-84 - «Соединения сварные.
Методыиспытаний на сопротивляемость образованию горячих трещин при сваркеплавлением» [4]. Разрабатываемые за границей методы испытания так жепроходили практическую апробацию и стандартизацию. В частности в Европе в2005 г. был принят стандарт ИСО 17641 [5]. Анализ этого документа показалстремлениекупрощениюиунификациипроцедурыиспытания,а,следовательно, повышению удобства использования в производственныхусловиях и воспроизводимости результатов в различных лабораториях [6, 7].Однако все экспериментальные методики позволяют получать лишькачественные оценки и проводить сравнительный анализ материалов итехнологий сварки. Оценка стойкости сварных конструкций с помощью этихметодик затруднительна, так как в процедуре испытания невозможно учесть всефакторы, возникающие при сварке реальных изделий.Возможным путем решения этой проблемы является совместноеиспользование экспериментальных и расчетных методик.
