Вплив способу та параметрів аргоно-дугового зварювання на формування з'єднань високоміцних сплавів алюмінію

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКвасницький, Віктор Вячеславович
dc.contributor.authorГульчак, Микита Денисович
dc.date.accessioned2025-01-27T09:57:17Z
dc.date.available2025-01-27T09:57:17Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractРозвиток сучасних технологій у транспортній, авіаційній та космічній галузях вимагає створення нових матеріалів із поліпшеними механічними характеристиками, високою корозійною стійкістю та малою густиною. Алюмінієві сплави, зокрема системи Al-Mg-Mn, завдяки унікальній комбінації властивостей є одними з найперспективніших матеріалів для цих застосувань. Проте їх ефективне використання вимагає досконалих методів зварювання, які забезпечують високу якість і міцність зварних з’єднань. Актуальність теми дослідження зумовлена необхідністю розробки й оптимізації технологій зварювання алюмінієвих сплавів АМг6 і 1570 для задоволення вимог до конструкцій, що експлуатуються в складних умовах. Особливий інтерес становить вплив легуючих елементів, таких як скандій і цирконій, на властивості металу в зоні зварювання та зниження схильності до утворення дефектів, що дозволяє розширити сфери їх застосування. Мета дослідження – встановлення оптимальних умов та технологічних параметрів режимів зварювання сплавів АМг6 і 1570 методами TIG, MIG і PAW з урахуванням хімічного складу, структури та механічних властивостей основного металу. Завдання дослідження: 1. Провести аналіз впливу хімічного складу металу на технологічну здатність до зварювання і властивості зварних з’єднань сплавів АМг6 і 1570; 2. Дослідити схильність до утворення дефектів (пор, гарячих тріщин) у зоні зварювання залежно від технологічних параметрів процесу; 3. Оцінити ефективність різних методів зварювання (TIG, MIG, PAW) для сплавів з урахуванням їхньої практичної придатності; 4. Розробити рекомендації щодо зменшення дефектності зварних з’єднань. Об’єкт дослідження – дугове зварювання алюмінієвих сплавів АМг6 і 1570 методами TIG, MIG та PAW. Предмет дослідження – процеси формування структури та властивостей зварних з’єднань сплавів на основі алюмінію з урахуванням хімічного складу, технологічних параметрів зварювання. Методи дослідження: для оцінки механічних властивостей та структурних змін у матеріалі зварних з'єднань використовували комплекс методів, що включали випробування на розтяг, макро- та мікроструктурні дослідження їх застосуванням оптичної та растрової електронної мікроскопії, а також дюраметричного аналізу для вимірювання твердості. Наукова новизна дослідження полягає в наступному: 1. На основі порівняльного аналізу результатів досліджень по визначенню фізико-механічних характеристик зварних з’єднань алюмінієвого сплаву 1570 китайського виробництва отриманих TIG, MIG та PAW методами вперше встановлено, що міцність зварних з'єднань сплаву 1570к, отриманих методом плазмово-дугового зварювання з розташуванням шва впоперек напрямку прокатування листових заготовок становить 359 МПа, що на 8 МПа та 14 МПа менше, ніж у з'єднань, які отримані імпульсно-дуговим зварюванням плавким електродом та аргоно-дуговим зварюванням неплавким електродом відповідно. 2. Пластичність зварних з’єднань сплаву 1570к, виконаних PAW методом зварювання в нижньому положенні на підкладці, визначена за величиною кута загину зразків, менша на 30 % та 40 % у порівнянні зі з’єднаннями отриманими за технологіями MIG і TIG зварювання відповідно. При цьому ударна в’язкість металу швів, отриманих методами PAW та TIG, знаходиться на однаковому рівні та становить 22 Дж/см², тоді як у швів, виконаних MIG зварюванням цей показник менший на 2,8 Дж/см². Практичне значення роботи полягає у можливості використання отриманих результатів для вдосконалення технологій зварювання у промислових умовах, що сприятиме підвищенню міцності та надійності конструкцій, виготовлених зі сплавів АМг6 і 1570.
dc.description.abstractotherThe advancement of modern technologies in the transportation, aviation, and space industries demands the development of new materials with improved mechanical properties, high corrosion resistance, and low density. Aluminum alloys, particularly those in the Al-Mg-Mn system, are among the most promising materials for such applications due to their unique combination of properties. However, their effective use requires advanced welding techniques to ensure high-quality and durable welded joints. The relevance of the study is determined by the necessity to develop and optimize welding technologies for AMg6 and 1570 aluminum alloys to meet the requirements for structures operating in challenging conditions. Of particular interest is the influence of alloying elements, such as scandium and zirconium, on the properties of the weld metal and reducing defect formation, thereby expanding their application range. Objective of the Study The aim of the research is to establish optimal conditions and technological parameters for welding AMg6 and 1570 alloys using TIG, MIG, and PAW methods, taking into account the chemical composition, structure, and mechanical properties of the base metal. Research Tasks 1. Analyze the influence of the chemical composition of the metal on the weldability and properties of welded joints for AMg6 and 1570 alloys. 2. Investigate the tendency to form defects (pores, hot cracks) in the weld zone depending on the technological parameters of the process. 3. Evaluate the effectiveness of different welding methods (TIG, MIG, PAW) for the alloys considering their practical applicability. 4. Develop recommendations to minimize defects in welded joints. Object of the Study The study focuses on arc welding of AMg6 and 1570 aluminum alloys using TIG, MIG, and PAW methods. Subject of the Study The research examines the processes of forming the structure and properties of welded joints of aluminum-based alloys, considering their chemical composition and welding technological parameters. Methods of Research To assess the mechanical properties and structural changes in the material of welded joints, a comprehensive set of methods was used, including tensile testing, macro- and microstructural analysis using optical and scanning electron microscopy, as well as durometric analysis for measuring hardness. Scientific Novelty 1. Based on a comparative analysis of the research results, it was determined that the tensile strength of the welded joints of the 1570 aluminum alloy manufactured in China, welded using TIG, MIG, and PAW methods, reached 359 MPa for joints obtained using plasma arc welding (PAW) across the rolling direction of sheet blanks. This value is 8 MPa and 14 MPa lower than the tensile strength of joints welded using pulsed arc welding with a consumable electrode and tungsten inert gas welding (TIG), respectively. 2. The plasticity of the welded joints of the 1570 alloy produced using the PAW method in the flat position on a substrate, measured by the bending angle of samples, was 30% and 40% lower compared to joints obtained using MIG and TIG welding technologies, respectively. However, the impact toughness of weld seams produced using PAW and TIG methods was similar at 22 J/cm², while the seams produced by MIG welding showed a 2.8 J/cm² lower value. Practical Significance The results can be used to refine welding technologies in industrial conditions, improving the strength and reliability of structures made of AMg6 and 1570 alloys.
dc.format.extent110 с.
dc.identifier.citationГульчак, М. Д. Вплив способу та параметрів аргоно-дугового зварювання на формування з'єднань високоміцних сплавів алюмінію : магістерська дис. : 131 Прикладна механіка / Гульчак Микита Денисович. – Київ, 2024. – 109 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/72195
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectалюмінієві сплави
dc.subjectзварний шов
dc.subjectзварювання
dc.subjecttig
dc.subjectmig
dc.subjectpaw
dc.subjectзона термічного впливу
dc.subjectмікроструктура
dc.subjectлегування
dc.subjectскандій
dc.subjectцирконій
dc.subject.udc621.791
dc.titleВплив способу та параметрів аргоно-дугового зварювання на формування з'єднань високоміцних сплавів алюмінію
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Gulchak_magistr.pdf
Розмір:
6.89 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЗВ)
Магістерські роботи