Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства
Статья поступила в редакцию 12.04.2024; доработана после рецензирования 06.06.2024; принята к публикации 10.06.2024.
Научная статья
УДК 621.791.14:62-97
DOI: https://doi.org/10.24866/2227-6858/2024-2/12-20
Стаценко В.Н., Бернавская М.В.
Стаценко Владимир Николаевич – доктор технических наук, профессор, Политехнический институт, Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Российская Федерация, vladsta@mail.ru
Бернавская Майя Владимировна – доцент, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Российская Федерация, bernavskaya@mail.ru
Влияние твердости шеек вала и химического состава триботехнических органо-неорганических материалов для формирования покрытий на стали на эксплуатационные свойства подшипников коленчатых валов судовых среднеоборотных дизелей
Аннотация. Проведенные расчеты и эксперименты показали, что при сварке трением с перемешиванием алюминиевых сплавов типа АМг3 наибольшее значение температуры наблюдается в области задней кромки инструмента, где перемешивание уже закончилось, при этом разница температур на задней и передней кромках инструмента может составлять 50–250 °С. Для выявления скорости разогрева металла пластины из алюминиевого сплава АМг3 за счет трения при неподвижном положении вращающегося инструмента нами проведен эксперимент с использованием четырех хромель-копелевых термопар диаметром 0,2 мм. Термопары зачеканены в пластине на расстояниях 5–10 мм от центра инструмента. В результате экспериментов выявлено, что с увеличением скорости вращения с 70 до 88 рад/с время разогрева от температур 60–100 до 450–500 °С уменьшается со 110 до 30 с. Кроме того, выявлено, что при этом нагреве температура материала под заплечиком имеет одинаковые значения на всей его площади. В результате анализа этих данных предлагается задать цикличный режим движения вращающегося инструмента с периодическими остановками для разогрева материала свариваемых пластин, используя две схемы. По первой схеме измерение температуры свариваемых пластин производится вдоль передней кромки заплечика – при достижении температуры сварки задается время, необходимое для догрева материала в области передней кромки заплечика, вращающийся инструмент перемещается на шаг, равный 0,4–0,5 диаметра заплечика. По второй схеме предлагается использовать расчетное значение времени, необходимое для догрева материала под заплечиком до значения температуры сварки, которое определено по результатам экспериментов для алюминиевого сплава типа АМг3 толщиной 4 мм.
Ключевые слова: сварка трением с перемешиванием, температурные поля, эксперимент, технология,цикличность, температура передней кромки, время догрева
Для цитирования: Стаценко В.Н., Бернавская М.В. Технология сварки трением с перемешиванием алюминиевого сплава // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2024. № 2(59). С. 12–20.