Влияние технологического цикла производства на изменение физико-механических характеристик биметалла со стыковым сварным соединением в плакирующем слое

Цель работы — исследование влияния сварки взрывом, термической обработки и холодной правки при производстве биметалла марки 09Г2С + 08Х13 со стыковым сварным соединением в плакирующем слое на эволюцию остаточных внутренних напряжений. Влияние технологических переделов на изменение уровня остаточных напряжений в биметаллическом материале со стыковым сварным соединением в плакирующем слое оценивали неразрушающим методом магнитной памяти металлов. Данный метод основан на использовании собственного магнитного поля рассеивания, образующегося в зонах повышенной плотности дислокаций. В процессе исследования неразрушающим методом магнитной памяти металлов выявлены особенности расположения зон с максимальными значениями градиента поля напряжений (dH/dx) и показана их эволюция в процессе технологического цикла производства биметалла марки 09Г2С + 08Х13 со стыковым сварным соединением в плакирующем слое. Отмечено увеличение уровня остаточных напряжений в плакирующем слое после ручной электродуговой сварки двух частей плакирующего слоя из стали марки 08Х13. Определено, что после сварки взрывом происходит изменение уровня остаточных напряжений. В зоне сварного шва в плакирующем слое происходит релаксация напряжений. Одновременно в объеме биметалла наблюдается рост уровня остаточных напряжений как в основном, так и в плакирующем слоях. Для снижения высокого уровня остаточных напряжений применяли последующую термическую обработку полученных биметаллических образцов при двух разных режимах. Это позволило определить для биметалла марки 09Г2С + 08Х13 со стыковым сварным соединением в плакирующем слое оптимальный режим термообработки (нагрев до 720 ± 20 °C и выдержка в течение 2 ч, охлаждение с печью), который исключал образование трещин в плакирующем слое при механической правке биметалла.

1. Бэнкер Дж. Г. Промышленное применение сварки взрывом / Автоматическая сварка. 2009. № 11. С. 49 – 53.

2. Лысак В. И., Кузьмин С. В. Опыт изготовления сваркой взрывом крупногабаритных биметаллических листов с коррозионно-стойким слоем / Известия ВолгГТУ. Серия: Сварка взрывом и свойства сварных соединений. 2014. № 7(147). С. 4 – 16.

3. Семашко В. В., Микулич Д. А., Силин В. В. Биметаллический материал для узлов трения и износа / Актуальные вопросы машиноведения. 2018. № 7. С. 207 – 211.

4. Лысак В. И., Кузьмин С. В. Сварка взрывом. — М.: Машиностроение, 2005. — 544 с.

5. Король В. К., Гильденгорн М. С. Основы технологии производства многослойных металлов. — М.: Металлургия, 1970. — 237 с.

6. Рябцев И. А., Демченко Ю. В., Панфилов А. И. Биметаллические материалы. — СПб.: Судостроение, 1984. — 272 с.

7. Лившиц Л. С., Хакимов А. Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений. — М.: Машиностроение, 1989. — 336 с.

8. Прохоренко П. П. Капиллярный неразрушающий контроль. Контроль проникающими веществами. Практическое пособие для подготовки специалистов к сдаче сертификационных экзаменов на I, II и III уровни квалификации. — М.: ИПФ, 1998. — 160 с.

9. Dubov A. A., Dubov A. Al., Kolokolnikov S. M. Detection of local stress concentration zones in engineering products the lacking link in the non-destructive testing system / Welding in the world. 2018. Vol. 62. P. 301 – 309. DOI: 10.1007/s40194-018-0551-4

10. Дубов А. А. Метод магнитной памяти металла. История возникновения и развития. — М.: Известия, 2011. — 256 с.

11. Дубов А. А., Дубов Ал. А., Колокольников С. М. Метод магнитной памяти металла и приборы контроля. — М.: ЗАО «Тиссо», 2008. — 365 с.

12. Ноняк Д. В., Первухина О. Л., Первухин Л. Б. Определение зон концентрации напряжений биметалла методом магнитной памяти металла / Известия ВолгГТУ. Серия: Сварка взрывом и свойства сварных соединений. 2018. № 11(221). С. 33 – 38.

13. Гельман А. С., Чудновский А. Д., Цемахович Б. Д. Плакирование стали взрывом. — М.: Машиностроение, 1978. — 190 с.

14. Цыбочкин С. Г. Сварка взрывом: деформирование и разрушения плакированных изделий. — Барнаул: Си-пресс, 2017. — 116 с.

15. Куликов Ю. А., Мерзлякова О. С. Напряженно-деформированное состояние термобиметаллических элементов / Фундаментальные исследования. 2007. № 9. С. 70 – 71.