Progressive technologies of electrophysical treatment for regulation of stress-strain states of elements of welded structures

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorLobanov, L.
dc.contributor.authorUstymenko, P.
dc.contributor.authorSydorenko, Yu.
dc.contributor.authorPashchyn, M.
dc.date.accessioned2024-03-08T09:45:10Z
dc.date.available2024-03-08T09:45:10Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractThe development of industry stimulates the development of modern approaches to the optimization of welded structures. The use of pulsed electromagnetic fields, plasma currents, electrodynamic forces and their combined effects is a new trend in engineering practice to improve the mechanical characteristics of metal materials and welded joints (WJ). Treatment with a pulsed electromagnetic field (TwPEMF) is a promising direction for optimizing the stress-strain states (SSS) of welded structures made of non-ferromagnetic metal materials. Using the method of electronic speckle interferometry, the effect of TwPEMF on the SSS of specimens of circumferential WJ with a thickness of = 1.0 mm from aluminium AMg6 alloy was investigated. Based on the original procedure using an accelerometer, the kinetics of the action of the force P of the magnetic field pressure on the residual displacements f and SSS of the specimens during their TwPEMF were investigated. TwPEMF of WJ specimens was performed without and with the use of an additional shield made of AMg6 alloy = 5.0 mm. It was found that the use of a shield increases the amplitude values of force P by up to two times, which is caused by an increase in the active volume of the conductive medium. At the same time, TwPEMF without and with the use of a shield contributes to the reduction of f values by 2 and 4 times, respectively, and residual SSS by 50 and 80%. On the basis of mathematical modelling, the advantages of using electrodynamic treatment (EDT) of butt WJ = 3.0 mm of АMg61 (1561) alloy in the TIG welding process compared to EDT at room temperature (Tk) are substantiated. According to the results of the model verification, it was proved that EDT during TIG contributes to the formation of peak values of residual compressive stresses in the weld zone by 60% more than EDT during Tk. The use of a pulsed barrier discharge (PBD), which generates a low-temperature plasma on the surface of the metal being treated, contributes to the optimization of its structure. An increase in the hardness HV of structural 25KhGNMT steel as a result of its PBD treatment from 420 to 510 units was established, which is accompanied by the dispersion of the metal microstructure.
dc.description.abstractotherРозвиток промисловості стимулює розробку сучасних підходів до оптимізації зварних конструкцій. Використання імпульсних електромагнітних полів, струмів плазми, електродинамічних сил та їх комбінованих впливів є новим трендом інженерної практики для підвищення механічних характеристик металевих матеріалів і зварних з’єднань (ЗЗ). Обробка імпульсним електромагнітним полем (ОІЕМП) ЗЗ є перспективним напрямком оптимізації напружено-деформованих станів (НДС) зварних конструкцій із неферомагнітних металевих матеріалів. Із застосуванням методу електронної спеклінтерферометрії досліджено вплив ОІЕМП на НДС зразків кільцевих ЗЗ товщиною = 1,0 мм із алюмінієвого сплаву АМг6. На базі оригінальної методики із застосуванням давача прискорень досліджено кінетику дії сили Р тиску магнітного поля на залишкові переміщення f і НДС зразків при їх ОІЕМП. Виконували ОІЕМП зразків ЗЗ без та із застосуванням додаткового екрану зі сплаву АМг6 = 5,0 мм. Встановлено, що застосування екрану підвищує амплітудні значення сили Р до двох разів, що зумовлено збільшенням активного об’єму електропровідного середовища. При тому ОІЕМП без та із застосуванням екрану сприяє зниженню значень f відповідно у 2 і 4 рази, а залишкових НДС – на 50 і 80%. На базі математичного моделювання обґрунтовано переваги застосування електродинамічної обробки (ЕДО) стикових ЗЗ = 3,0 мм зі сплаву АМг61 (1561) в процесі зварювання TIG у порівнянні із ЕДО при кімнатній температурі (Тк). По результатах верифікації моделі доведено, що ЕДО при TIG сприяє формуванню пікових значень залишкових напружень стискування в зоні зварного шва на 60% більше, ніж ЕДО при Тк. Застосування імпульсного бар’єрного розряду (ІБР), який генерує низькотемпературну плазму на поверхні металу, що обробляється, сприяє оптимізації його структури. Встановлено зростання твердості HV конструктивної сталі 25ХГНМТ в результаті її обробки ІБР із 420 до 510 одиниць, яке супроводжується диспергуванням мікроструктури металу.
dc.format.pagerangeP. 106–112
dc.identifier.citationProgressive technologies of electrophysical treatment for regulation of stress-strain states of elements of welded structures / L. Lobanov, P. Ustymenko, Yu. Sydorenko, M. Pashchyn // Mechanics and Advanced Technologies. – 2023. – No. 1(97). – P. 106–112.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2023.7.1.277617
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/65342
dc.language.isoen
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, 2023, Vol. 7, No. 1(97)
dc.subjecttreatment of welded joints
dc.subjectpulsed magnetic field
dc.subjectpulsed barrier discharge
dc.subjectelectrodynamic treatment
dc.subjectaluminium alloy
dc.subjectstructural steel
dc.subjectresidual displacements
dc.subjectstress-strain state
dc.subjecthardness of steel
dc.subjectобробка зварних з’єднань
dc.subjectімпульсне магнітне поле
dc.subjectімпульсний бар’єрний розряд
dc.subjectелектродинамічна обробка
dc.subjectалюмінієвий сплав
dc.subjectконструктивна сталь
dc.subjectзалишкові переміщення
dc.subjectнапружено-деформований стан
dc.subjectтвердість сталі
dc.subject.udc537.87; 621.371
dc.titleProgressive technologies of electrophysical treatment for regulation of stress-strain states of elements of welded structures
dc.title.alternativeПрогресивні технології електрофізичної обробки для регулювання напружено-деформованих станів елементів зварних конструкцій
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
рр.106–112.pdf
Розмір:
1.41 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

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 7, No. 1(97)