Дифракционный метод контроля сварных соединений, выполненных ротационной сваркой трением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проанализирована конструкция заготовок ротора из жаропрочных никелевых сплавов, сваренных перспективным способом — ротационной сваркой трением. Продемонстрированы наиболее характерные типы дефектов, возникновение которых возможно при данном способе сварки, и их преимущественная ориентация. Для выявления таких дефектов предложена схема дифракционного метода контроля. Показана ее применимость на образце с искусственными и естественным дефектами.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. А. Щипаков

МГТУ им. Н.Э. Баумана; ФГАУ «НУЦСК при МГТУ им. Н.Э. Баумана»

Автор, ответственный за переписку.
Email: shchipak@bmstu.ru
Россия, 105005 Москва, ул. 2-я Бауманская, 5, стр. 1; 105005 Москва, ул. 2-я Бауманская, 5, стр. 1

В. В. Тишкин

МГТУ им. Н.Э. Баумана; ФГАУ «НУЦСК при МГТУ им. Н.Э. Баумана»

Email: vtishkin@gmail.com
Россия, 105005 Москва, ул. 2-я Бауманская, 5, стр. 1; 105005 Москва, ул. 2-я Бауманская, 5, стр. 1

Е. А. Кудрявцев

Филиал АО «ОДК» «НИИД»

Email: e.kudryavcev@uecrus.com
Россия, 105118 Москва, пр-т Будённого, 16, корп. 2

Т. Т. Фозилов

МГТУ им. Н.Э. Баумана; Филиал АО «ОДК» «НИИД»; МАИ

Email: fozbourbe@yandex.ru
Россия, 105005 Москва, ул. 2-я Бауманская, 5, стр. 1; 105118 Москва, пр-т Будённого, 16, корп. 2; Москва, Волоколамское шоссе, 4

Список литературы

  1. Перспективные жаропрочные никелевые деформируемые сплавы и технологии их переработки / Материалы Всероссийской научно-технической конференции (г. Москва, 15 нояб. 2018 г.). [Электронный ресурс]. ФГУП «ВИАМ». М.: ВИАМ, 2018. 167 с.: ил. ISBN 978- 5-905217-34-0.
  2. Гурьев А.В., Фозилов Т.Т., Миниахметов А.А. Технология ротационной сварки трением жаропрочных гранулируемых никелевых сплавов / Перспективы развития двигателестроения: материалы международной научно-технической конференции имени Н.Д. Кузнецова. Самара. 21—23 июня 2023 г. Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева. Т. 1. Самара: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 2023. С. 349—350. EDN DPCQNS.
  3. Зубков Д.В., Трушов В.А., Приймак Е.Ю. Механические испытания и контроль качества сварных соединений из среднеуглеродистых легированных сталей, полученных ротационной сваркой трением / Физическое материаловедение: сборник материалов XI международной школы. Тольятти. 11—15 сентября 2023 года. Тольятти: Тольяттинский государственный университет, 2023. С. 157—158. EDN DZYATU.
  4. Заводов С.А., Поляков А.Н., Павлов Л.А., Шатульский А.А. Разработка технологии ротационной сварки трением для изготовления детали «ротор» // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. 2023. № 2 (65). С. 126—131. EDN FVIJAO.
  5. Агеев С.В., Гиршов В.Л. Горячее изостатическое прессование в порошковой металлургии // Металлообработка. 2015. № 4 (88). С. 56—60. EDN VCFSDF.
  6. Алешин Н.П., Григорьев М.В., Козлов Д.М., Крысько Н.В., Бритвин В.А. Контроль качества сварных соединений трубопроводов малого диаметра, выполненных контактной сваркой оплавлением / Газотранспортные системы: настоящее и будущее (GTS-2017). Тезисы докладов VII Международной научно-технической конференции. П. Развилка. 26—27 октября 2017 года. М.: Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий — Газпром ВНИИГАЗ», 2017. С. 99. EDN LEIWKQ.
  7. Алешин Н.П., Григорьев М.В., Козлов Д.М., Крысько Н.В., Попович А.Л. Неразрушающий контроль качества сварных соединений трубопроводов, выполненных контактной сваркой оплавлением // Территория Нефтегаз. 2015. № 11. С. 44—48. EDN VOKXKV.
  8. Алешин Н.П., Бакшаев В.А., Григорьев М.В., Щипаков Н.А., Бровко В.В., Тишкин В.В. Исследования дифракционных методов ультразвукового контроля применительно к выявлению искусственных дефектов, имитирующих раздробленные окисные пленки в шве, выполненном сваркой трением с перемешиванием // Материаловедение. 2021. № 1. С. 17—23. EDN IFSKGN.
  9. Delrue S., Tabatabaeipour M., Hettler J., Van Den Abeele K. Applying a nonlinear, pitch-catch, ultrasonic technique for the detection of kissing bonds in friction stir welds // Ultrasonics. 2016 May. V. 68. P. 71—9. doi: 10.1016/j.ultras.2016.02.012. Epub 2016 Feb 21. PMID: 26921559.
  10. Бровко В.В., Кусый А.Г., Павлов Л.А., Хоменко В.И. Применение ротационной сварки трением для изготовления переходников с трубной стали на нержавеющую сталь аустенитного класса / Состояние и основные направления развития сварочного производства ПАО «ГАЗПРОМ»: Тезисы докладов. VIII Отраслевое совещание. Москва, 14—18 ноября 2016 года. М.: Общество с ограниченной ответственностью «Научно- исследовательский институт природных газов и газовых технологий — Газпром ВНИИГАЗ», 2016. С. 29. EDN TSGJQF.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Травленый макрошлиф сварного соединения сплава ВВ751П, полученный РСТ.

Скачать (721KB)
3. Рис. 2. Типовые дефекты сварного соединения жаропрочного никелевого сплава.

Скачать (704KB)
4. Рис. 3. Сегмент заготовки ротора.

Скачать (220KB)
5. Рис. 4. Чертеж сечения сваренной заготовки.

Скачать (168KB)
6. Рис. 5. А-скан донных сигналов.

Скачать (216KB)
7. Рис. 6. Схема контроля ДВМ (а) и дельта-методом (б).

Скачать (146KB)
8. Рис. 7. А-скан дефектоскопа при реализации ДВМ: 1 — сигнал от головной волны; 2 — сигнал от верхней грани дефекта; 3 — сигнал от нижней грани дефекта; 4 — сигнал от продольной волны, отраженный от дна; 5 — сигнал от донной трансформированной волны.

Скачать (74KB)
9. Рис. 8. Предлагаемая схема контроля дифракционным методом и характерный ей А-скан в бездефектной зоне.

Скачать (323KB)
10. Рис. 9. Расположение искусственных дефектов на образце.

Скачать (146KB)
11. Рис. 10. Внешний вид искусственных дефектов: БЦО (а) и пропила (б).

Скачать (432KB)
12. Рис. 11. Результаты моделирования карты амплитуд от преобразователей на частоту 10 МГц с диаметрами: 3 мм (а); 6 мм (б); 8 мм (в); 12 мм (г).

Скачать (329KB)
13. Рис. 12. В-скан образца с БЦО, где область 1 показывает бездефектную зону, а область 2 — зону с БЦО.

Скачать (256KB)
14. Рис. 13. В-скан образца с пропилами, где область 1 показывает зону с пропилом с внешней стороны образца, а область 2 — зону с пропилом с внутренней стороны образца.

Скачать (390KB)
15. Рис. 14. Несплавление, выходящее на поверхность исследуемого образца.

Скачать (336KB)
16. Рис. 15. В-скан участка шва с естественным дефектом, область с дефектом выделена рамкой.

Скачать (190KB)

© Российская академия наук, 2025