автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Методы контроля и диагностика остаточных напряжений в сварных соединениях при ультразвуковой обработке

На правах рукописи

КИМСТАЧ АНАТОЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКА ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКЕ

Специальность 05.02.11 - Методы контроля и диагностика в машиностроении

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2004

Работа выполнена в Северо - Западном государственном заочном техническом университете (СЗТУ)

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Потапов

Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник

Московенко Игорь Борисович

кандидат технических наук, профессор Волков

Станислав Степанович

Ведущая организация:

ФГУП ВНИИ ТВЧ им. В.П.Вологдина (Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт токов высокой частоты им. В.П.Вологдина).

Защита состоится 21 декабря 2004г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.244.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул.Миллионная д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СЗТУ.

Автореферат разослан 19 ноября 2004г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Иванова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Требования к повышению качества изделий промышленности, в частности сварных конструкций, всегда остро стояли на повестке дня. Поддержание высокого качества промышленных конструкций предполагает обязательное широкое использование на всех стадиях их изготовления технических средств контроля и диагностирования. Техническая диагностика, по сути, является индикатором качества и гарантом надежности изделия. Являясь отраслью научно-технических знаний, технический контроль и диагностика с помощью различных методов и средств обнаружения занимается поиском и обнаружением несоответствий исследуемого объекта заданным, предполагаемым или требуемым свойствам. Основной задачей технического контроля и диагностики является повышение надежности изделий в период эксплуатации, а также исключение брака в процессе изготовления. Контролю уровня напряженного состояния материалов посвящено большое количество теоретических и экспериментальных исследований. В практике применяется целый ряд методов контроля напряженного состояния сварных соединений и способов снижения в них уровня остаточных напряжений. Изучению изменения физического (напряженного) состояния в сварном соединении с помощью комплексного контроля, то есть, системы разрушающего и неразрушающего методов, с целью повышения долговечности и надежности изделий, является основной задачей технического диагностирования в настоящем исследовании.

Ввиду того, что поверхностный слой детали определяет ее эксплуатационные показатели, необходимо энергетическое воздействие какого-либо способа обработки на зону сварного соединения. В данной работе был применен способ ультразвуковой обработки (УЗО). Ультразвуковая обработка сварного соединения, изменяя структуру металла шва, характер напряженного состояния намного увеличивает эксплуатационные качества конструкции. В настоящее время одним из значимых является вопрос применения так называемых "чистых технологий". Этим насущным требованиям отвечает практически экологически безопасный способ ультразвуковой обработки зон сварных соединений.

Цель работы. Повышение качества сварных соединений и увеличение срока их службы за счет управляемой ультразвуковой обработки зон сварных соединений, прямого и косвенного контроля процессов изменения напряженного состояния.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы основные задачи:

1. Используя методику ультразвуковой дефектоскопии оценить качество сварного шва с целью обработки бездефектных соединений, при одновременном измерении модулей упругости в шве и околошовной зоне;

2. Разработать методику ультразвуковой обработки зоны сварных соединений с целью снижения уровня остаточных напряжений и их знакового перераспределения;

Грос НАЦИОНАЛЬНА* I I БИБЛИОТЕКА |

3. Изучить влияние изменения параметров ультразвуковой обработки, установить их оптимальные величины для снижения уровня остаточных напряжений в зоне сварных соединений;

4. Определить и обосновать конфигурацию рабочей поверхности обрабатывающего инструмента, непосредственно контактирующей с обрабатываемой поверхностью;

5. Разработать методику оценки изменения уровня напряженно-деформированного состояния сварных швов в результате ультразвуковой обработки поверхности сварного соединения с использованием методов рентгенографического анализа, голографической интерферометрии и механических испытаний.

Научная новизна исследований.

1. Разработаны основы методики контроля и диагностики остаточных напряжений в сварных швах, с комплексным использованием методов рентгенографического анализа, голографической интерферометрии и механических испытаний

2. Предложена физическая модель использования обрабатывающего инструмента с цилиндрической формой контактной поверхности и алгоритм процесса ультразвуковой обработки и контроля зоны сварных соединений;

3. Разработана система обработки технологическим ультразвуком зоны сварных соединений с целью снижения уровня остаточных напряжений и их знакового перераспределения;

4. Экспериментально установлена эмпирическая зависимость величин остаточных напряжений от скорости ультразвуковой обработки,

и величины усилия прижатия инструмента.

Методы исследования. Диссертационная работа выполнена на основе

аналитических и экспериментальных исследований в областях: ультразвуковых

методов дефектоскопии, измерения физико-механических характеристик и

технологического ультразвука.

- Визуально и эхо-импульсным методы ультразвукового контроля; "

- Методы фотометрии и оптической металлографии; Измерение микротвердости по методу Роквелла;

- Выбор оптимальных параметров ультразвуковой обработки - частоты, амплитуды, усилие прижатия, скорости обработки;

- Методы рентгенографического анализа, голографической интерферометрии и ультразвуковыми методами. Полученные результаты сравнивались с результатами, определенными разрушающими методами.

Проверка выдвинутых теоретических положений проводилась путем сопоставительного анализа с экспериментальными результатами, обработка данных проводилась на ЭВМ с использованием статистических методов. Практическая ценность работы:

1. Определена форма наконечника рабочего инструмента, непосредственно контактирующего с поверхностью изделия в процессе УЗО;

2. Разработана и создана многофункциональная установка «МУССОН» для проведения исследований по изменению уровня остаточных напряжений в сварных соединениях;

3. Разработана методика диагностики качества сварных соединений.

4. Результаты исследований использованы в учебном процессе по дисциплинам: «Производство сварных конструкций», «Деформации и напряжения» и др.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Основы методики контроля и диагностика остаточных напряжений в сварных швах, с комплексным использованием методов рентгенографического анализа, голографической интерферометрии и механических испытаний;

2. Физическая модель и алгоритм процесса ультразвуковой обработки и контроля зоны сварных соединений;

3. Многофункциональная установка по исследованию уровня остаточных напряжений;

4. Способы оптимизации параметров ультразвукового воздействия и выбор конфигурации обрабатывающего инструмента;

5. Экспериментальная зависимость величин остаточных напряжений от скорости ультразвуковой обработки.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на двух конференциях:

1. А.В. Кимстач, А.С. Тарасов. Влияние ультразвуковой обработки сварных швов на остаточные напряжения. Научно-техническая конференция: Физика и техника ультразвука», Санкт-Петербург, 1997г.

2. Ю.В. Холопов, А.С. Тарасов, А.В. Кимстач. Исследование возможности снижения остаточных напряжений в сварных соединениях посредством ультразвуковой обработки. Юбилейная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и сотрудников института, Санкт-Петербург, 2000г.- С. 97-99.

Результаты работы обсуждались на семинарах кафедры приборов контроля и систем экологической безопасности и кафедры технологии материалов и сварки, а также были использованы при разработке учебно-экспериментальных пособий, для проведения лекционно-практических занятий по курсу дисциплин кафедры.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

б

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов. Изложена на 163 страницах машинописного текста, содержит 61 рисунок, 2 таблицы и литературных источников- 128 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, приведена краткая аннотация и формулируются основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ существующих методов контроля качества сварных швов, диагностики, измерения и контроля напряженного состояния материалов, способов обработки зон сварных соединений с целью снижения уровня остаточных напряжений. Влияние остаточных напряжений на прочность изделий сложно и важная роль в нем принадлежит знаку ОН. При этом сжимающие способствуют повышению долговечности и надежности конструкции в целом, растягивающие к снижению данных характеристик. Отсюда следует, что для полной оценки степени влияния ОН на силовые и эксплуатационные характеристики сварных соединений необходимо определить направленность знака и характер распределения ОН в сечении соединения, измерить величину значения ОН и вести контроль изменения уровня ОН в процессе обработки. Контролю качества сварных соединений, исследованию и измерению их напряженного состояния, возможности контролируемого снижения уровня остаточных напряжений и их перераспределению посвящены работы известных ученых - Алешина Н.П., Бакши, О.А., Винокурова В.А., Вологдина В.П., Лебедева А.И., Николаева Г.А., Оккерблома Н.О., Патона Е.О, Сагалевича В.М., Соколова С.Я, Щербинского В.Г., Холопова Ю.В. и многих других. Рассмотрены.причины вызывающие самопроизвольное деформирование сварных соединений и, соответственно, возникающее в конструкциях мощное напряженное состояние. Рассмотренные в первой главе способы снижения и регулирования остаточных напряжений являются практической реализацией теоретических положений разработанных ведущими учеными в этой области.

Многочисленные экспериментальные исследования позволяют сделать вывод о том, что в настоящее время не существует единого оптимального для всего многообразия конструкций и изделий способа снижения остаточных напряжений и их контроля. Габариты, толщины, физические и химические свойства соединяемых материалов предполагают целевые способы какого либо энергетического воздействия на зону сварного соединения.

В диссертационной работе, как способы контроля, были использованы: рентгенографический метод с установкой «ДРОН» и метод голографической интерферометрии с установкой «СИН-1», а также механический разрушающий метод, разработанный учеными МВТУ им. Н.Э.Баумана.

Неразрушающие методы регистрации напряженного состояния были использованы совместно с разрушающими методами, что позволило оценить изменение остаточных напряжений в полном объеме исследуемого материала.

Как результат анализа существующих способов обработки

сварных соединений с целью снижения ОН был выбран способ ультразвуковой обработки (УЗО). Этот способ представляется как наиболее перспективный для сталей выбранных к исследованию.

Важным этапом проводимых исследований является предварительная ультразвуковая дефектоскопия сварного шва, что позволило исключить влияние напряжений, возникающих в дефектных образцах и оценить влияние ультразвуковой обработки на снижение уровня остаточных напряжений на бездефектной зоне шва. Как известно, в сечении дефектного образца распределение напряжений неравномерное. Наибольшая концентрация возникает у концов дефекта. Отношение максимального напряжения к среднему значению, соответствующему бездефектному образцу, является коэффициентом концентрации, который для дефектов различной формы изменяет свои значения от 2 до 100. Естественно, обработка сварных соединений, имеющих дефекты, не может дать гарантированного увеличения предела выносливости, а соответственно и повышения долговечности и надежности. Ультразвуковая дефектоскопия сварного шва производилась с использованием эхо-импульсного метода при наклонном вводе ультразвуковых колебаний в сварное соединение с помощью наклонных пьезоэлектрических преобразователей продольных и сдвиговых волн.

Рис.1. Путь ультразвуковых колебаний при наклонном вводе датчика

Одновременно производились измерение скорости распространения продольных и сдвиговых волн в сварном шве, что позволило определить динамические модули упругости и сдвига на основании уравнений:

Ед=рГ?, Од=рУ?, (1)

где Ед и - динамический модуль продольной упругости и динамический модуль сдвига, соответственно;

р - плотность материала; У1 и У( - скорости распространения продольной и сдвиговой волн. В дальнейшем упругие модули были использованы при расшифровки топографических интерферограмм.

Во второй главе проведено теоретическое исследование контролируемого и управляемого ультразвукового воздействия на исследуемые материалы в процессе обработки. Проведено физическое моделирование воздействия контактного рабочего инструмента различной конфигурации (сферической, цилиндрической) на обрабатываемую поверхность. Проведен сравнительный анализ их воздействия на обрабатываемую поверхность.

Воздействие сферой

Рис.2. Проекция поверхности сферического сегмента на плоскость Ясм - сила производящая пластическую деформацию смятия, равна:

От - предел текучести, $сег ~ площадь сферического сегмента.

а \1я2-у2 а

о о

(3)

агсвт^-—.,|1- —

Я я\ и

Воздействие инструмента цилиндрической формы

Я

4 £ 1 1

1

Рис.3. Площадка контакта инструмента с обрабатываемой поверхностыо^тде 1- длина цилиндра, Я- радиус цилиндра, q- интенсивность равномерно распределенной нагрузки на площадку контакта.

Тогда площадка контакта будет иметь вид узкого прямоугольника, /хЬ, где:

у Е1 х Е2

В этом случае сила Рсм равна:

¡=см=0тЫ = атЬ Я-

(5)

где

Ь = Н —

2

(б)

Оптимальной из исследуемых конфигураций контактной поверхности является цилиндрическая по следующим причинам:

1. Воздействие осуществляется при значительно меньших усилиях на обрабатываемую поверхность по сравнению с работой сферического инструмента;

2. Производительность при обработки плоских поверхностей более высокая;

3. Обработка цилиндрическим инструментом обеспечивает более ровную поверхность исследуемого материала.

В третьей главе приведены результаты разработок комплекса УЗО сварных соединений. Определен метод контроля его параметров. Разнообразные технологические применения мощного ультразвука основаны на нелинейных эффектах, реализующихся при распространении этих колебаний в среде, при этом необходимо- отметить возможность действенного контроля за технологическими параметрами процесса и результатами ультразвукового воздействия

Ультразвуковые колебания, воздействующие на твердое тело не просто поглощаются им, но и определенным образом связаны с его внутренними процессами. В частности, с изменением его дислокационной структуры. Исследования дислокационной структуры металлов и сплавов, их микротвердости и деформационного рельефа на полированной поверхности шлифа показало, что при возбуждении ультразвуковых колебаний структурные изменения развиваются в три стадии: ультразвуковые релаксация, упрочнение и разрушение.

Стадия ультразвуковой релаксации может иметь различную длительность, и ее проявление наблюдается уже на ранних этапах ультразвукового воздействия. Ее развитие сопровождается уменьшением внутренних напряжений, перераспределением дислокаций без изменения их плотности, завершающимся созданием наиболее стабильных зон для заданных условий дислокационных конфигураций. Стадия ультразвуковой релаксации развивается до тех пор, пока под действием энергии ультразвука не начнется

размножение дислокаций, приводящее к упрочнению. На длительность стадии ультразвуковой релаксации влияют следующие факторы: чистота металла, температура обработки, мощность ультразвуковых колебаний. Она увеличивается при уменьшении содержания атомов примесей, при увеличении температуры ультразвуковой обработки и уменьшении мощности источника ультразвуковых колебаний. При недостаточной мощности источника ультразвуковых колебаний эта стадия может оказаться единственно возможной, ибо релаксация будет развиваться с затуханием во времени в связи с исчерпанием энергии упругих напряжений.

Стадия ультразвукового упрочнения развивается только при амплитудах ультразвуковых напряжений, превышающих пороговые значения. Она развивается после некоторого периода, связанного с развитием релаксационных явлений. Период стадии ультразвукового упрочнения определяется постоянным ростом плотности дислокаций под воздействием энергии ультразвуковых колебаний подводимых в зону обработки.

Величина упрочнения слоя металла на этой стадии изменяется с затуханием во времени, определяемым соотношением сопротивления перемещению закрепленных на новом уровне дислокаций и действующих введенных в металл колебательных напряжений ультразвука. Наряду с увеличением плотности дислокаций происходит увеличения плотности вакансий, что определяет начало стадии ультразвукового разрушения. При накоплении вакансий происходит возникновение микропор по границам зерен, которые развиваясь приводят к полному разрушению сплошности на границах. Изменение дислокационной структуры материалов при ультразвуковом воздействии и развитие процессов микропластической деформации определенным образом сказывается на механических свойствах материалов.

Вопросы практического использования мощного ультразвука во многом определяются техническими возможностями создания и передачи в обрабатываемую среду колебаний определенной мощности и частоты. Основными величинами, характеризующими процесс передачи энергии ультразвуковых колебаний, является смещение колебательная скорость V, вызывающие их силы F и напряжения а, а также передаваемая мощность Р.

При ультразвуковой обработке по синусоидальному закону изменяется только скорость колебания инструмента, а реакция нагрузки характеризуется более сложной временной зависимостью.

Поэтому свойства нагрузки, как части колебательной системы, характеризуют косвенным образом по величине поглощаемой мощности Р и амплитуде скорости колебаний инструмента V. Ввод энергии ультразвуковых колебаний в обрабатываемый материал осуществляется комплексом волновод-инструмент. В основном для целей обработки материалов используются волноводы четырех типов: ступенчатые, конические, экспоненциальные, катеноидальные.

В настоящем исследовании использовался волновод конической формы. Схема ввода акустической энергии в зону обработки апробирована в предварительных исследованиях по упрочняющей обработке, поэтому представляется целесообразной схема жесткого закрепления рабочего

инструмента в виде полусферы или полуцилиндра для обработки сварных соединений с целью снижения и перераспределения ОН.

Энергия УЗ-колебаний вводится в металл, подвергаемый обработке, под действием статического .усилия определенной величины с помощью специализированной установки. Основой ультразвуковой установки, его важнейшим узлом является колебательная система, рис.4.

Рис.4. Колебательная система для УЗО зоны сварных соединений исследуемых сталей: 1-подвижный элемент колебательной системы; 2-конический волновод акустической системы; 3-твердосплавный контактный инструмент-наконечник

Колебательная система движется по призматическим направляющим, с использованием шариковых подшипников. Она служит для преобразования электрической энергии в механическую, передачу этой энергии в зону обработки. В общем случае рассматриваемая колебательная система представляет собой систему с распределенными параметрами и имеет бесконечное число степеней свободы и собственных частот. Система составлена из резонансных звеньев, число которых кратно числу полуволн. В реальных системах распределение колебательных параметров довольно сложное, это объясняется потерями в них, неоднородностью структуры и формы волноводов, сопротивлением нагрузки, которое может меняться в процессе обработки.

Расчет и изготовление волновода предварялось выбором материала

Выбор материала концентратора является актуальной и довольно сложной задачей. Как показывают исследования в этой области, хорошими прочностными характеристиками обладает сталь ЗОХГСА, а также титановые сплавы. Эффективность работы механической колебательной системы в значительной мере зависит от качества соединения преобразователя с волноводом. В настоящем исследовании применялось широко используемое соединение твердым припоем.

Для преобразования электрической энергии в энергию механических колебаний ультразвуковой частоты используется физическое явление магнитострикции. В настоящем исследовании источником питания магнитострикционного преобразователя являлся серийный ультразвуковой генератор УЗГ5-1,6/22 с выходной мощностью 1,6 кВт и КПД на уровне 4О...45%, с рабочей частотой 22 ± 1,6кГц. Для повышения стабильности ультразвуковой обработки была применена система автоматического поддержания резонанса и амплитуды ультразвуковых колебаний "САПРА", рис.5.

Контроль и поддержание параметров работы ультразвукового генератора существенно расширили его технологические возможности. Это позволяет вести ультразвуковую обработку исследуемых материалов с фиксированными параметрами.

Одним из главных элементов комплекса УЗО сварных соединений является многофункциональная установка снижения сварочных остаточных напряжений "МУССОН". Данная установка предназначена для работы в стендовом варианте в стационарных условиях(рис.б).

и

Рис.6. Многофункциональная установка снятия сварочных остаточных напряжений "МУССОН"

Она представляет собой два модуля (А и В), конструктивно связанных между собой силовой связью. Модуль (А) позволяет перемещать обрабатываемое изделие (1) в нужном направлении с заданной скоростью. Модуль (В) осуществляет крепление колебательного узла (2) и позволяет проводить различные виды механической обработки сварных соединений, и нейтрализуя относительно большие динамические нагрузки, дает возможность поддерживать стабильность параметров обработки сварных соединений, в частности ультразвуковой.

В четвертой главе представлен алгоритм исследований, рис.7 и приведены их результаты по изменению напряженного состояния сварных соединений при воздействии на них ультразвуковыми колебаниями. Программа исследований включала в качестве основного звена оценку эффективности ультразвуковой обработки сварных соединений за счет контроля напряженного состояния исследуемых образцов. Одной из задач являлось установление обратной связи между изменением напряженного состояния и переменными параметрами ультразвукового воздействия.

Материалом исследования являлись низколегированные стали марок 09Г2С и 10ХСНД. Данные стали являются сталями повышенной прочности, предназначенные для сварных конструкций. Стали, относящиеся к данному типу, обладают хорошей пластичностью, высокой сопротивляемостью хрупкому разрушению. Сварные соединения были выполнены на оптимальных режимах сварки и прошли контроль качества перед ультразвуковой обработкой. Выбор зоны сварного соединения, подвергаемого УЗО, определялся характером эпюры остаточных напряжений, показывающих, что максимум растягивающих напряжений характерен для них в центре сварного шва. Определеннее, около 20 мм от центра шва, практически на границе ЗТВ растягивающие напряжения снижаются. Отсюда становится очевидной необходимость обработки в первую очередь самого шва.

Рис. 7. Алгоритм исследований

Основными параметрами режима обработки являются следующие:

амплитуда ультразвуковых колебаний рабочего инструмента-наконечника -£, в пределах 10...40 мкм;

- величина усилия прижима рабочего инструмента -Р к обрабатываемой поверхности, в пределах 1,0...250 Н;

скорость обработки -V, изменявшаяся от 0,1 до 200м/ч;

- количество проходов -п вдоль шва.

При разработке методики исследований изготавливались образцы, не подвергающиеся ультразвуковой обработке, и образцы, в которых сварное соединение обрабатывалось ультразвуком. Для определения величины остаточных напряжений без разрушения образцов был использован рентгенографический метод на базе рентгеновского дифрактометра «ДРОН». Из физических методов неразрушающего контроля остаточных напряжений рентгенографический метод является наиболее распространенным и основан на явлении дифракции рентгеновских лучей при прохождении через кристаллическую решетку исследуемого материала. В случаях исследования плосконапряженного состояния, относительное удлинение межплоскостного расстояния пропорционально сумме главных нормальных напряжений. Глубина проникновения рентгеновских лучей при измерении остаточных напряжений составляет 5-20 мкм.

Преимуществом рентгенографического метода являлась возможность его применения на малых зонах и деталях сложной конфигурации. Методически место контроля зачищали и подвергали травлению в течение часа для снятия наклепа в образцах, подвергнутых ультразвуковой обработке. Погрешность определения суммы главных напряжений рентгенографическим методом изменялась в пределах 20-8 мПа, а при раздельном измерении составляли величину 10-40мПа.

Вместе с тем, рентгенографический метод имеет ряд существенных недостатков: позволяет определять только нормальные напряжения, использует сложную аппаратуру и требуется длительная обработка полученных результатов. Для оценки объективности полученных результатов измерения остаточных напряжений в диссертационной работе был использован метод топографической интерферометрии и, в частности, метод топографического фильтра. Сущность метода заключалась в том, что снималась интерферограмма сварного шва и околошовной зоны не обработанного ультразвуком образца. Отснятую голограмму объекта после обработки устанавливали на прежнее место.

Пропуская предметный пучок через голографический фильтр, снималась вторая интерферограмма сварного шва и околошовной зоны, обработанной ультразвуком. Интерферограммы регистрировались с использованием двух лучевой схемы, в которой объектные и опорные пучки разделены в пространстве и падают на регистратор под различными углами. Дня расшифровки интерферограмм, позволяющих определить деформации поверхностей был использован метод, согласно которому разность оптических путей, проходящих через пару соответствующих точек к приемнику определялась из уравнения

т = г(й,-«Д (7)

где Я, и Я,- - единичные векторы направлений наблюдения; г-вектор перемещения поверхности; X - длина волны укладывающихся в разность оптических путей. Выражая векторы через их компоненты, можно получить выражение в виде:

Ш.=гх(соза} -со8а,)+гу(совр, -созр/)+гг(созу1 -совуД (8)

где а,, Р„ у, и щ, у, - углы между п, и Яi осями координат х, у, г. (рис.8)

Рис.8. К способу расшифровки голографических интерферограмм

Величина деформаций, если все четыре угла выбрать равными <р, определялась из уравнений:

Дгх = Х(М2 - А^1)/28Шф, (9)

Дгу = Х(ДЛГ4 - ДЛГ3)/28т<р, (10) Аг, =Х(ЛЛГ, - АЛГ2)/2(1 + сов<(>)=Х(ААГ3 - ЛЛГ4)/2(1 + созср) (11)

где Лг„ Дгу, Дгг — компоненты вектора смещения точки А относительно произвольно выбранного начала отсчёта; разность порядка полос,

проходящих через точки А и 0. Разности порядка полос определяются по интерферограммам путём подсчёта неподвижных полос.

Компоненты тензора деформаций определяются путём дифференцирования уравнений (7.9)-(7.11) по координатам. Знаки приращения функций ДЛ^кС*, у, г) определяются за счет того, что проекция гг измеряется по двум парам интерферограмм и выбираются исходя из уравнения

Ш2+М1=АМа + Ш3. (12)

Отсюда возможна единственная комбинация вида

+ (13)

или

+ . (14)

Эта пара комбинаций определяет два вектора, равных по модулю и направленных вдоль одной прямой в разные стороны.

Векторы выбирают исходя из типа деформации - растяжение, сжатие и т.п.

Для расчета величины остаточных напряжений по полученным интерферограммам использовались значения динамических модулей Е и в, измеренных ультразвуковым методом. Оценка достоверности результатов, полученных с использованием рентгенографического метода и метода голографической интерферометрии проводилась механическим методом. При измерении механическим методом напряжения определялись из уравнения

Ох=-Ее, (15)

где Е - нормальный модуль Юнга, е - расчетная деформация металла.

Значения остаточных напряжений вычисляются по формулам теории упругости:

СТк=-Е(ех_уеу)/(1 - у2), (16)

ау=-Е(Еу-уех)/(1-у2), (17)

где еХ1Бу - относительные деформации металла в направлении осей X и У, возникшие в результате разрезки;

у - коэффициент Пуассона.

Подобные схемы измерения используют и для определения двуосных напряжений на поверхности толстых сварных элементов. При этом обычно металл прорезают на глубину, равную половине расстояния между кромками реза.

В пятой главе осуществлен обобщенный анализ экспериментальных результатов. Остаточные напряжения являются одним из основных факторов, определяющих долговечность сварных изделий, а также размерную

стабильность прецизионных деталей и узлов, изготовленных с применением сварки. Кроме остаточных напряжений стабильность эксплуатационных характеристик сварных соединений определяется также характером распада метастабильных структур в шве и зоне термического влияния и ползучестью материала сварного соединения под действием остаточных напряжений. В свою очередь, фазовые превращения протекающие в процессе сварки, могут приводить к возникновению остаточных напряжений величиною от 5О0...60ОмПа в малоуглеродистых, до 15ОО...16ООмПа в высокоуглеродистых и легированных сталях.

Измерение микротвердости на различных участках сварного соединения стали 09Г2С выявило постоянное увеличение твердости от 1540мПа в основном металле до 2340мПа в металле шва. После УЗО поверхности сварного соединения по режиму: Р=50Н, У=20м/ч измерения показали увеличение микротвердости основного металла до 1980мПа, т.е. на 29%. Обработка поверхности над зоной термического влияния на участке полной перекристаллизации сопровождается приростом твердости на 30%. Наконец УЗО поверхности в зоне шва с наибольшей исходной твердостью приводит к увеличению ее на 22%.

Выполненные по аналогичной схеме измерения микротвердости в поперечном сечении и на поверхности сварного соединения стали 10ХСНД, подвергнутой ультразвуковой обработке, выявило заметно большую склонность данной стали к наклепу. Так, если микротвердость основного металла увеличилась также на 30%, то в зоне термического влияния увеличение твердости составило 34%, а в зоне шва-на 40%(рис.9).

Зона УЗО

р.» очлп 2814 МПа

Рис.9. Схема измерения микротвердости в зоне сварного соединения стали 10ХСНД после УЗО.

Для исследования распределения микротвердости по глубине были приготовлены образцы типа "косого среза". В зоне шва сварного соединения стали 09Г2С, подвергнутого УЗО, снижение микротвердости на глубине 0,5мм

показывает степень наклепа суммарно 6%. В сварном соединении стали 10ХСНД на глубине 0,5мм она не превышает 10%.

После выбора оптимальных значений амплитуды колебаний наконечника и усилия прижима, дальнейшая отработка режимов УЗО заключалась в определении минимальных значений скорости обработки участков сварного соединения с остаточными напряжениями растяжения в условиях непрерывного процесса сварка - обработка.

В условиях лабораторного эксперимента обрабатывались сварные образцы с протяженностью шва 200мм. На установке "МУССОН" осуществляли УЗО вдоль сварного шва со скоростями У=20...200м/ч при оптимальных значениях амплитуды ультразвуковых колебаний 40мкм и усилием прижима Р=50Н. При измерении рентгеновским методом остаточных напряжений на поверхности сварных соединений стали 09Г2С, прошедшей УЗО со скоростью У=20м/ч, получили экстремально высокие значения напряжений сжатия в зоне обработки, (рис.10), что соответствует сильно наклепанному состоянию поверхностного слоя, по сравнению с измерениями, сделанными после сварки (рис.1]). Данная эпюра построена при оптимальных параметрах обработки, после серии испытаний с варьируемыми параметрами.

Оит, МПа

1 00- / К 1

$ 00- 12о\ 40 |< \

00-

Рис.10. Эпюра ОН в зоне сварного соединения стали 09Г2С после УЗО при Р=50Н, У=20м/ч.

МПа

зоб-

41 /юо - д

-40 "Ф У -юа 2\ 40

Рис.11. Эпюра ОН в зоне сварного соединения стали 09Г2С после сварки без обработки

Влияние объемных остаточных напряжений, как следует из результатов исследований, полученных с использованием методов голографической интерферометрии, сказывается лишь на границах зоны.

Определение средних по высоте напряжений с помощью разрушающего метода зафиксировало заметное снижение остаточных напряжений от ЗбОмПа после сварки до 230мПа.Влияние скорости обработки в диапазоне от 20 до 200м/ч оценивали по изменению уровня остаточных напряжений, определяемых рентгеновским методом на поверхности шва. Следует заметить, что размеры анализируемого рентгеновским пучком участка равны примерно 2х5мм, причем прямоугольное пятно пучка ориентируется перпендикулярно шву. Таким образом фиксируется среднее значение напряжений в пределах 2,5мм от центра шва. На рис.12 представлена зависимость величины сжимающих остаточных напряжений на поверхности шва сварного соединения стали 10ХСНД от скорости УЗО в указанном диапазоне.

Рис.12. Диаграмма зависимости величин остаточных напряжений (а) от скорости ультразвуковой обработки (V)

В интервале скоростей от У=20м/ч до, примерно, У=60м/ч на поверхности шва в его центральной части сохраняются напряжения сжатия на уровне 420мПа. Однако при дальнейшем увеличении скорости обработки, начиная с 70м/ч, сжимающие напряжения существенно уменьшаются. Значительное увеличение скорости обработки приводит к уменьшению степени наклепа и, как следствие, уменьшению уровня напряжений сжатия.

В сварных образцах стали 10ХСНД распределение остаточных напряжений, определенных рентгеновским путем, качественно подобно зафиксированному в стали 09Г2С, однако в центре шва уровень остаточных напряжений растяжения выше в среднем на ЮОмПа. Измерение объемных напряжений зафиксировало несколько меньший уровень напряжений растяжения в центре шва. Переход, в отличие от распределения напряжений на поверхности, растягивающих напряжений в сжимающие происходит на несколько большем расстоянии от центра. УЗО стали 10ХСНД со скоростью У=20м/ч приводит к образованию в поверхностном слое вблизи центра шва еще более значительных (около -ббОмПа) напряжений сжатия. Вследствие этого эпюра на расстоянии 20мм от центра оказывается "опрокинутой". Измерения с помощью деформометра фиксируют снижение средних по высоте (объемных) напряжений в центре шва примерно на ЮОмПа, относительно наблюдавшихся после сварки. В целом картина влияния УЗО на остаточные напряжения в сварных соединениях стали 10ХСНД качественно подобна наблюдавшейся в сварных соединениях стали 09Г2С.

Также подобным оказывается влияние скорости обработки в интервале У=20...200м/ч на уровень сжимающих напряжений в поверхностном слое по центру шва.

Основные результаты диссертационной работы

1. Разработана физическая модель использования обрабатывающего инструмента с цилиндрической формой обрабатывающей поверхности и алгоритм процесса ультразвуковой обработки и контроля зоны сварных соединений.

2. Проведена ультразвуковая дефектоскопия сварного соединения с одновременным измерением динамических модулей упругости, с целью оценки влияния ультразвуковой обработки на величину остаточных напряжений в бездефектных сварных соединениях.

3. Установлена закономерность влияния скорости ультразвуковой обработки на перераспределение остаточных напряжений. Определены величины скорости обработки зон сварных соединений в пределах. от 0 до 100м/ч, в диапазоне которых происходит знаковое перераспределение ОН, с увеличением численных значений сжимающих остаточных напряжений, при величине прижатия инструмента Ропт. = 50 Н.

4 Определено влияние усилия прижима рабочего контактирующего инструмента на ширину единичной зоны обработки исследуемого соединения, при котором поддерживается заданная величина амплитуды механических колебаний. Оптимальная величина усилия прижима рабочего контактирующего инструмента составляет - 50...60Н, при которой ширина зоны обработки находилась в пределах 1,7...2,0мм.

5 Определена геометрическая конфигурация контактирующего инструмента. Показано, что наиболее эффективной является цилиндрическая форма.

6. Разработана комплексная методика контроля остаточных поверхностных напряжений методом рентгенографического анализа, а оценка объемных остаточных напряжений - методом голографической интерферометрии. Результаты исследований, полученных с использованием физических неразрушающих методов, дополнительно сравнивались с результатами, полученными при механических испытаниях.

7. На основании проведенных исследований установлено:

- стабильное изменение знака ОН, смена растягивающих напряжений сжимающими, в поверхностном слое в результате УЗО сварного соединения, как непосредственно в шве, так и в околошовной зоне. В то же время анализ результатов показал некоторое снижение эффективности УЗО при обработке только околошовной зоны до 75% от полной обработки соединения;

- определен оптимальный режим ультразвуковой обработки сварных соединений с прогнозируемым снижением величины растягивающих напряжений в объеме металла, более чем на 30%;

- установлено стабильное повышение микротвердости металла шва и околошовной зоны после ультразвуковой обработки на 30...40%. При измерении микротвердости в глубину металла на 0,5мм от поверхности фиксируется снижение микротвердости, что суммарно составляет 6... 10%;

- в результате анализа и статистической обработки результатов исследований обнаружено снижение уровня остаточных напряжений растяжения и увеличение объема материала за счет сильного наклепа поверхностного слоя и значительного увеличения концентрации линейных и точечных дефектов (дислокаций, внедренных атомов, вакансий). Увеличение объема, в свою очередь сопровождается возникновением сжимающих усилий со стороны окружающих не наклепанных участков с меньшим удельным объемом, что, в итоге, и вызывает перераспределение остаточных напряжений в объеме металла;

- разработана методика обработки сварных соединений ультразвуковыми колебаниями, использование которой позволило повысить усталостную прочность, а соответственно долговечность изделий в среднем в полтора раза.

Основные положения и научные результаты опубликованы в следующих работах:

1. Кимстач А.В. Влияние ультразвуковой обработки сварных швов на остаточные напряжения /А.В.Кимстач, А.С.Тарасов // Физика и техника ультразвука: Доклады научно-технической конференции.-Спб.:СГЭУ,1997.- С.47-49.

2. Холопов Ю.В. Исследование возможности снижения остаточных напряжений в сварных соединениях посредством ультразвуковой обработки / Ю.В.Холопов, А.С.Тарасов, А.В.Кимстач // Материаловедение и технология обработки металлов: Доклады юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и сотрудников института.-СПб.: СЗПИ,2000.-С.97-99.

3. Кимстач А.В. Многофунющональная установка снятия сварочных остаточных напряжений /АВ.Кимстач, А.С.Тарасов, А.В.Шурпицкий // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник.- СПб.: СЗТУ, 2ОО2.-Выпуск 26.-С.77-80.

4. Кимстач А.В. Сравнительный анлиз эффективности воздействия различных контактных инструментов при УЗО сварных швов с целью снижения остаточных напряжений /АВ.Кимстач //Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник.- СПб.: СЗТУ, 2002.- Выпуск 28.-

С. 129-138.

5.Кимстач А.В. Разработка роторов для низкочастотной обработкисварных швов низколегированных сталей на установке «МУССОН» и ручном мобильном устройстве /А.В.Кимстач, Б.В.Ковров, АВ.Слоневский // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник.- СПб.: СЗТУ, 2002.-Выпуск 28.-С. 122-128.

6.Кимстач А.В. Контроль изменения структур сварных соединений низколегированных сталей после УЗО, их влияние на прочностные характеристики / А.В.Кимстач, А.С.Тарасов // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник.- СПб.: СЗТУ, 2002.- Выпуск 28.-С.139-143.

7. Кимстач А.В. Оптимизация режимов УЗО сварных соединений различных конфигураций / А.В.Кимстач, А.С.Тарасов // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник.- СПб,: СЗТУ, 2002.- Выпуск 28.-С.144-148.

8. Кимстач А.В. Влияние плотности дислокаций в сварных соединениях низколегированных сталей типа 10ХСНД и 09Г2С на прочность конструкции / А.В.Кимстач, А.Г.Палаев // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник.- СПб.: СЗТУ, 2004.- Выпуск 32.- С.107-110.

9. Кимстач А.В. Исследование рентгенографическим методом остаточных напряжений при диагностировании сварных соединений низколегированных сталей / А.В.Кимстач, АГ.Палаев // Проблемы машиноведения и машиностроения: Межвузовский сборник.- СПб.: СЗТУ, 2004.- Выпуск 32.-С.111-114.

Р24184 !

Автореферат

Кимстач Анатолий Владимирович

Методы контроля и диагностика остаточных напряжений в сварных соединениях при ультразвуковой обработке

Лицензия ЛР № 020308 от 24.02.97. Подписано в печать 18.11.04 г. Формат 60*84 1/16

Б.Кн.-журн. Пл.1,0 Бл..1,0 РТП РИО СЗТУ Тираж 100 Заказ 930

Северо-Западный государственный заочный технический университет

РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга

191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5

Оглавление.

Введение. ф

Глава 1 Контроль качества сварных швов и напряженного состояния сварных соединений. Способы снижения остаточных напряжений (ОН)

1.1. Контроль качества сварных швов при проведении исследований сварных соединений

1.2. Методы контроля и измерения ОН в сварных швах. ф 1.3. Самопроизвольное деформирование. Остаточные напряжения, как следствие этого процесса.

1.4. Способы контролируемого и управляемого снижения ОН в сварных соединениях.

1.5. Постановка задачи.

Глава 2 Теоретическое исследование влияния УЗО на напряженное состояние материалов. Сравнительный контроль результатов исследования.

2.1 Напряженное состояние среды в окрестностях бойка при отсутствии ультразвукового воздействия.

2.1.1 Деформация плоскости сферой и цилиндрическим инструментом.

2.1.2 Энергозатраты на работу и КПД сферического и цилиндрического инструментов.

2.1.3 Выводы.

2.2 Напряженное состояние в окрестностях бойка при

Ф ультразвуковом воздействии.

2.2.1 Движение упруго закрепленной полусферы.

2.2.2 Движение жестко закрепленной сферы и цилиндра.

2.2.3 Выводы.

Глава 3 Основные принципы контролируемого снижения ОН. Разработка % комплекса У30 сварных соединений. Контроль параметров.

3.1 Воздействие ультразвуковых колебаний на твердое тело.

3.2 Определение основных параметров УЗО зоны сварки и наиболее рациональных излучателей ультразвука.

3.3 Разработка комплекса УЗО и схемы ультразвуковой обработки сварочной зоны. ф 3.4 Технологическое оборудование для УЗО сварных швов.

3.5 Разработка многофункциональной установки «МУССОН».

Глава 4 Контроль изменения напряженного состояния сварных соединений при воздействии на них ультразвуковыми колебаниями. 4.1 Программа исследований. Установление обратной связи между контролем и основными параметрами ультразвуковой обработки.

4.2 Методы контроля ОН в процессе УЗО. Разработка алгоритма использования УЗО с целью снижения уровня ОН.

4.3 Подготовка, сварка и обработка исследуемых образцов. Контроль качества сварных соединений.

4.4 Контролируемая УЗО сварных швов - прогнозируемый, управляемый процесс снижения напряженного состояния материала.:. ф

Глава 5 Анализ результатов исследования.

5.1 Оценка изменения структур сварных соединений после У30.

5.2 Оценка изменения остаточных напряжений.

5.3 Оценка результатов исследований и оптимизация режимов обработки.

5.4 Система ультразвуковой обработки. ф Рекомендации по применению ультразвуковой обработки.

Основные результаты диссертационной работы.

Требования к повышению качества изделий промышленности, в частности сварных конструкций, всегда остро стояли на повестке дня.Поддержание высокого качества промышленных конструкций предполагает обязательное широкое использование на всех стадиях их изготовления технических средств контроля и диагностирования. Техническая диагностика, по сути, является индикатором качества и гарантом надежности изделия. Являясь отраслью научно-технических знаний технический контроль и диагностика с помощью различных методов и средств обнаружения занимается поиском и обнаружением несоответствий исследуемого объекта заданным, предполагаемым или требуемым свойствам. Основной задачей технического контроля и диагностики является повышение надежности изделий в период эксплуатации, а также исключение брака в процессе изготовления. Контролю уровня напряженного состояния материалов посвяшено большое количество теоретических и экспериментальных исследований. В практике применяется целый ряд методов контроля напряженного состояния материалов и способов снижения в них уровня остаточных напряжений. Учитывая постоянный рост производства конструкций из низколегированных малоуглеродистых сталей актуальной является проблема увеличения их срока службы и, как следствие, не менее актуальной проблема контроля и диагностирования уровня напряженного состояния сварных конструкций и возможность устранения его негативного воздействия на работоспособность изделий. Изучению изменения физического (напряженного) состояния в сварном соединении с помощью комплексного контроля, с целью повышения долговечности и надежности изделий, является основной задачей технического диагностирования. Исходя из положения, что поверхностный слой детали определяет ее эксплуатационные показатели, для воздействия на зону сварного соединения был применен способ управляемой ультразвуковой обработки (УЗО). Контролируемый и управляемый способ УЗО изменяя структуру металла шва, характер напряженного состояния сварного соединения, намного увеличивает эксплуатационные качества конструкции. В настоящее время одним из значимых является вопрос применения так называемых "чистых технологий". Этим насущным требованиям отвечает практически экологически безопасный способ ультразвуковой обработки зон сварных соединений. В заключение автор выражает благодарность и признательность доктору технических наук, профессору Ю.В. Холопову за руководство диссертационной работой на первом этапе и за технические и научные консультации в исследовательском процессе.

Основные результаты диссертационной работы

1. Разработана физическая модель и алгоритм процесса ультразвуковой обработки зоны сварных соединений.

2. С целью корректной оценки индивидуального влияния ультразвуковой обработки на величину остаточных напряжений в бездефектных сварных соединениях была проведена ультразвуковая щ дефектоскопия сварного соединения с одновременным измерением динамических модулей упругости.

3. Установлена закономерность влияния скорости ультразвуковой обработки на перераспределение остаточных напряжений. Определены величины скорости обработки зон сварных соединений в пределах 1 ООм/ч, в диапазоне которых происходит знаковое перераспределение ОН, с увеличением численных значений сжимающих остаточных напряжений.

4. Установлено влияние усилия прижима рабочего контактирующего инструмента на ширину единичной зоны обработки исследуемого соединения. Оптимальная величина усилия прижима рабочего контактирующего инструмента составляет величину 50.60Н, при которой ширина зоны обработки находилась в пределах 1,7. .2,0мм.

5. Определена геометрическая конфигурация контактирующего инструмента. Показано, что наиболее эффективной является цилиндрическая форма.

6. Разработана комплексная методика контроля остаточных м* поверхностных напряжений методом рентгенографического анализа, а оценка объемных остаточных напряжений - методом голографической интерферометрии. Результаты исследований, полученных с использованием физических неразрушающих методов, дополнительно сравнивались с результатами, полученными при механических испытаниях.

-определен оптимальный режим ультразвуковой обработки сварных соединений с прогнозируемым снижением величины растягивающих напряжений в объеме металла, более чем на 30%;

- установлено стабильное повышение микротвердости металла шва и околошовной зоны после ультразвуковой обработки на 30.40%. При измерении микротвердости в глубину металла на 0,5мм от поверхности фиксируется снижение микротвердости, что суммарно составляет 6. 10%;

- в результате анализа и статистической обработки результатов исследований обнаружено снижение уровня остаточных напряжений растяжения и увеличение объема материала за счет сильного наклепа поверхностного слоя и значительного увеличения концентрации линейных и точечных дефектов (дислокаций, внедренных атомов, вакансий). Увеличение объема, в свою очередь сопровождается возникновением сжимающих усилий со стороны окружающих не наклепанных участков с меньшим удельным объемом, что, в итоге, и вызывает перераспределение остаточных напряжений в объеме металла.

- разработана методика обработки сварных соединений ультразвуковыми колебаниями, использование которой позволило повысить усталостную прочность, а соответственно долговечность изделий в среднем в полтора раза.

1. Абрамов О.В., Хорденко П.Г. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение. 1984

2. Абрамов О.В. Воздействие мощного ультразвука на жидкие и твердые материалы. М.: Наука. 2000

3. Агранат Б.А., Хавский H.H. Акуст. журнал, т.22, №1, с. 42-45, 1976

4. Акшенцева А.П. Металлография коррозионно-стойких сталей и сплавов: Справ, изд. М.: Металлургия, л. 20. 1991

5. Аладинский В.В., Винокуров В.А, Павлович A.A. разработка метода определения сварочных напряжений. Сб. «Остаточные технологические напряжения». М.: с. 28-32. 1985

6. Александров А.Я., Ахметзянов М.Х. Поляризационно-оптические методы механики деформированного тела. М.: Наука. 1973

7. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Ультразвуковой контроль сварных соединений. 3-е изд. перераб. и доп. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000

8. Антонов Е.А. Лазерная интерферометрия в задачах об остаточных напряжениях. Сб. «Остаточные напряжения и методы регулирования». М.: ИПМАНСССР. с. 18-30. 1982

9. Антонов A.A., Бобрик А.И., Морозов В.К., Чернышев Г.Н. Определение остаточных напряжений при помощи создания отверстий и голографической интерферометрии. Механика твердого тела №2. 1980

10. Ю.Антонов A.A., Евграфов E.H., Казаров В.Н., Лысенков Ю.Т., Макаров А.И., Остаточные напряжения в сварных соединениях стали, титанового и алюминиевого сплавов, выполненных ЭЛС. «Свароч. пр-во», 1987, № 10, 24-25 (рус.) -3.63.161

11. П.Антонов A.A., Ифимовская A.A., Чернышев Г.Н. бесконтактный электростатический метод оценки напряженно-деформированного состояния твердых тел. Сб. «Остаточные технологические напряжения» М.: с. 32-38. 1988

12. Артомошкин Б.С., Долгов М.В. Применение ультразвука в металлургии. -М.: Металлургия, с. 44-47, 1977

13. И.Аснис А.Е. Динамическая прочность сварных соединений из малоуглеродистой и низколегированных сталей. Москва-Киев, 1961

14. Аснис А.Е., Барабаш Р.И., Белазкий A.B. и др. Доклады Академии Наук УССР, №5, с. 78-81, 1983

15. Аснис А.Е., Иващенко Г.А. О температуре отпуска для снятия остаточных напряжений в сварных конструкциях. Автоматическая сварка, № 6. с. 29-33. 1972

16. Аснис А.Е., Иващенко Г. А. Повышение прочности сварных соединений при переменчивых нагрузках. Автоматическая сварка. № 10. с. 36-39. 1967

17. Аснис А.Е., Нероденко М.М., Вешкоиваненко Е.А. и др. Влияние пластической деформации на разрушение сварных соединений ниобия. Автоматическая сварка. № 8. с. 9-14. 1983

18. Анисов В .Я., Погодин С. А. Основные начала физико-химического анализа. М.: Изд. АН СССР. с. 876. 1974

19. Бабаев A.B., Михеев П.П., Стеренбоченю А., Труфяков В.И. Выносливость сварных соединений и низколегированных сталей. -Автоматическая сварка. № 11. с. 1 -6. 1966

20. Байшев Ю.П., Филиппов A.C. Расчет остаточных напряжений при стыковой автоматической сварке толстых стальных листов. Урал, архит.-худож. Ин-т. -Екатеринбург: 1996

21. Бакши O.A., Клыков H.A., Романов Е.С. О совместном влиянии концентрации напряжений, свойств металла околошовной зоны и остаточных напряжений на усталость образцов при плоском напряженном состоянии. Автоматическая сварка. - №7. с. 38 - 42. 1971

22. Бакши O.A., Рудаков A.C., Шахматов В.М. О стабильности сварочных деформаций. В кн.:Вопросы сварочного производства:щ Труды Челябинского политехнического института, вып. 16. Москва

23. Свердловск: Машгиз, с. 5 -13. 1959

24. Баландин Г.Ф., Коган М.Г., Силин JT.JI. Ультразвуковая сварка. -М.: Машиностроение, 1976

25. Башкатов A.B., Бондарь A.B., Булков A.B. Напряжения и деформации при сварке. Учебное пособие. -Воронеж, изд-во ВГТУ,1. Щ 1999

26. Бегишев В.П., Шадрин O.A., Шардаков И.Н. Об одном подходе к определению остаточных напряжений в полимерных конструкциях. Труды всесоюзного симпозиума по остаточным напряжениям и методам регулирования. -М.: 1982

27. Бережницкас М.Ф. К вопросу распределения остаточных ф напряжений, возникающих в процессах ППД. Физ.-хим. мех.

28. Материалов, №2, с. 92-96, 1977

29. Биргер П.А., проблемы остаточных напряжений и методы регулирования. -М.: ИПМАН СССР с.5-17

30. Биргер П.А. Общие алгоритмы решения задач теории упругости, пластичности, ползучести. Сб. Успехи механики деформируемыхсред. -М.: Наука, 1975

31. Биргер П.А. Остаточные напряжения -М.: Машиностроение, 1968

32. Бляшко Я.И. Новые разработки в ультразвуковой технике и их применение. -JL: 1982

33. Брызгалин А.Г., Первой В.М., Петушков В.Г., Титов В.А. Оценка состояния сварных металлоконструкций методом магнитоупругой тензометрии. -Автоматическая сварка, №5, с.16-18, 1992

34. Бордздыка A.M., Гецов Л.Б. Релаксация напряжений в металлах и сплавах. -М.: Металлургия, 1978

35. Ботаки A.A., Ульянов В.А., Шарко В.А. Ультразвуковой контроль прочностных свойств конструкционных материалов. -М.: Машиностроение. 1983

36. Вагапов И.К. Нелинейные процессы в ультразвуковой обработке. Мн.: Наука и техника. 1987

37. Вагапов И.К., Кириллов С.А., Клубович В.В. К теории акустического разупрочнения малоуглеродистой стали. //Металлофизика., т. 4, №3, с.90-96, 1982

38. Вагапов И.К., Кириллов С.А., Клубович В.В. Динамика дислокаций в процессе акустического разупрочнения металлов. //Известия АН БССР, сер: физ.-мат. наук, №3, с. 49-54, 1985

39. Винокуров В.А. Отпуск сварных конструкций. -М.: Машиностроение, 1971

40. Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения. -М.: Машиностроение (МВТУ). 1969

41. Винокуров В.А., Григорьянц А.Г. Теория сварочных деформаций и напряжений. -М.: Машиностроение, 1984

42. Вишняков H.A., Грингауз Г.Д., Рудвей Г.Ф. Влияние остаточных напряжений на выносливость образцов при программном нагруже-+\,нии. Проблемы прочностей №6, с. 34-37, 1981

43. Волков В.В., Михайлов Е.В., Слепцов О.И.Влияние технологических и конструктивных факторов на процесс замедленного разрушения сварных соединений. Якутск: 1987

44. Гаврюсев В.И. Геометрическая стабильность металлических приборных конструкций и технологические методы ее повышения. — Л.: ЦНИИ «РУМБ», 1981

45. Гедрович А.И. Исследование особенностей протекания макроскопической пластической деформации в процессе формирования сварного соединения. -Киев, 1977

46. Голованенко С.А., Фонштейн Н.М. Двухфазные низколегированные стали. М.: Металлургия, с. 206. 1986

47. Грабин В.Ф., Денисенко A.B. Металловедение сварки низко- и средне легированных сталей. -Киев.: Наукова думка, 1978

48. Грабский М.В. Структурная сверхпластичность металлов. -М.: Металлургия, 1975

49. Гривняк П. Свариваемость сталей. -М.: Машиностроение, 198451 .Григарьянц А.Г. Теоретические и экспериментальные методы определения сварочных деформаций и напряжений. Учебное пособие. М.: МВТУ им. Баумана, 1980

50. Григорьянц А.Г. Закономерность образования деформаций и напряжений при сварке пластин. М.: 1969

51. Гридасов A.B., Матахин Г.В. Роль остаточных сварочных напряжений в процессе зарождения и развития трещин при переменных нагрузках. /Тр. Дальневост. гос. техн. ун-та. № 113, с. 82-85. 1994

52. Грузд A.A., Зубченко О.И., Казимиров A.A. Снижение сварочных напряжений в пластинах вибраций. — Автоматическая сварка. Л°5, с. 13-15, 1972

53. Дегтярев В.А., Шульгинов Б.С. Снижение остаточных напряжений в конструкциях вибрационными способами. -В кн.: технологические остаточные напряжения: материалы III Всесоюзн. симпозиума. П. С. 147-151, 1988

54. Дьяченко С.С. Образование аустенита в железоуглеродистых сплавах. М.: Металлургия, с. 128. 1982

55. Егорова C.B., Васильев В.Г., Стеренбоген Ю.А. и др. Фазовые превращения в стали 09Г2СЮЧ при термической обработке из межкритического интервала температур и сварке. Автоматическая сварка. № 6. С. 5 9. 1986

56. Иванов B.C., Шканов П.Н. Упрочнение сварных соединений титановых сплавов. «Машиностроитель». № 1. с. 20. 1970

57. Иващенко Г.А., Новикова Л.П., Пархоменко И.Ю. Структурная и механическая неоднородность ЗТВ и ударная прочность сварных соединений конструкционных сталей. Автоматическая сварка. № 12, с. 5-8, 15, 1988

58. Игнатьев А.Г., Шахматов М.В. Сварочные деформации и напряжения. Учебное пособие. -Челябинск, ЧГТУ, 1997

59. Игнатьев А.Г. Михайлов В.И., Шахматов М.В. Гсшографические измерения остаточных напряжений. Автоматическая сварка. № 1, с. 17-21, 1990

60. Измерение остаточного напряжения в инженерных конструкциях. Measuring residual stressing engineering components. //Metallurgia.№ 5, c. 172. Англ. 1997

61. Ильичев В.Я. Стабильность аустенита в некоторых сплавах при низкотемпературной деформации. МиТОМ, № 10, с. 69-73, 1966

62. Казанцев В.Ф. Воздействие мощного ультразвука на межфазную поверхность металлов. -М.: Наука, с. 186-216, 1986

63. Казанцев В.Ф. Физические основы воздействия ультразвука на процессы обработки твердых тел. М.: 1980

64. Касаткин Б.С., Прохоренко В.И. Чертов И.М. Напряжения и деформации при сварке. -К.: Вища школа, 1987

65. Кимстач А.В., Тарасов А.С., Шурпицкий А.В. Многофункциональная установка снятия сварочных остаточных напряжений. Межвузовский сборник №26 С-Пб, СЗТУ, 2002

66. Кимстач А.В. Сравнительный анализ эффективности воздействия различных контактных инструментов при УЗО сварочных щвов с целью снижения остаточных напряжений. Межвузовский сборыик №28 С-Пб, СЗТУ, 2002

67. Кимстач А.В., Ковров Б.В., Слоневский А.В. Разработка роторов для низкочастотной обработки сварных швов низколегированных стал ей на установке «МУССОН» и ручном мобильном устройстве. Межвузовский сборник №28 С-Пб, СЗТУ, 2002

68. Кимстач А.В., Тарасов А.С. Контроль изменения структур сварных соединений низколегированных сталей после УЗО, их влдияние напрочностные характеристики. Межвузовский сборник №28 — С-Г16, 2000

69. Кимстач A.B., Тарасов A.C. Оптимизация режимов УЗО сварных соединений различных конфигураций. Межвузовский сборник №28 С-Пб, 2002

70. Когомийцев Е.В., Серенко А.Н. Влияние ультразвуковой и лазерной обработки на сопротивление усталости стыковых сварных соединений в воздушной и коррозийной средах Автоматическая сварка, №11, с. 13 - 15, 1990

71. Количественный анализ остаточных напряжений после газовой резки. NumeriCko oprediluvanje na zaostanati naponi pri seCerje so gasen plamen. Stojmanovski StojanCo, MirCevski StefCe. "2'avariraC", 1987, 32, № 2, 89-96 (макед.; рез. англ.) -3.63.160

72. Колтунов A.A. Расчет напряжений и деформаций в элементах конструкций из упруго-вязких материалов. -Рига: 1970

73. Корякина В.Е., Новоселова Т.М., Соломатин В.Е. Возможности рентгеновского измерения остаточных напряжений в наплавленном валике и основном металле крупнозернистой аустенитной стали 15х23Н18Л. Сварочное производство №9, с. 37-38, 62-62, 2000

74. Коттрелл А.Х. Строение металлов и сплавов, /пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1961

75. Крапошин B.C., Лившиц Б.Г., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов М.: Металлургия, с. 316. 1986

76. Кристиан Дж. Теория превращения в металлах и сплавах: Пер. с англ. М.: Наука, с. 806. 1978

77. Кудинов В.М., Петушков В.Г., Сосков A.A. Влияние распределения остаточных напряжений по толщине обработанных взрывом сварных соединений на их коррозионную стойкость. Автоматическая сварка. № 1. с. 7-9. 1988

78. Кудрявцев И.В., Наумченков Н.Е. Усталость сварных конструкций. М.: Машиностроение, с. 270. 1976

79. Кудрявцев Ю.Ф., Труфяков В.И К расчетной оценке влияния внешнего нагружения на релаксацию остаточных сварочных напряжений. Автоматическая сварка. №1. с.7 - 9. 1988

80. Кузьминов С.А. Сварочные деформации судовых корпусных конструкций.-Д.: Судостроение, 1974

81. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращения в железе и стали. М.: Наука, 1977, с. 236

82. Лившиц Б.Г. Металлография. Учебник для вузов. —М.: Металлургия, 1990.С. 216

83. Лобанов Л.М., Петушков В.Г., Пивторак В.А. и др. Голографические исследования остаточных напряжений после взрывной обработки сварных соединений. "Автоматическая сварка". № 3, с. 1 - 3, 1989

84. Лучший метод снятия напряжений, снятие напряжений после сварки вибрационной обработкой. Hebel Т., Kreis R. Der bessere Weg zum Spannungsablauf. FBM Fertigangstechnologie, 1988, Bd 65, № 2, S. 92 - 94. РЖ Отд. вып. 63, 1988, № 9, 63. 218

85. Малолетнев А .Я., Олстапенко В.А., Пестов И.В. и др. Влияние ультразвукового деформационного упрочнения на малоцикловую усталость мартенситно стареющей и среднеуглеродистой сталей. Вестник машиностроения, №2, с. 16-19, 1987

86. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов М.: Машиностроение. 1980

87. Махненко В.И. Расчетные методы исследования кинетики сварочных напряжений и деформаций. -К.: Наукова думка, 1976

88. Миньков И.С.Могильнер М.Н., Полнов В.Г. Влияние обработки вибрационным нагружением на размерную стабильность сварных узлов. Сварочное производство,. 1980, № 2, с 26 - 27

89. Мордвинцева A.B. Превращение остаточного аустенита основная причина деформирования сварных конструкций. - МиТОМ, 1956, № 7, с. 48 - 54

90. Москвитин В.В. Пластичность при переменных нагружениях. -М.: изд. МГУ. 1965

91. Мюнзе В.Х. Усталостная прочность сварных стальных конструкций. /Пер. с англ. под ред. Серенсена C.B. и Труфякова В.И. М.: Машиностроение. 1968, с. 312

92. Навроцкий Д.И. Расчет сварных конструкций с учетом концентрации напряжений. Л.: Машиностроение, 1980, с. 170

93. Низов О.В. Внутреннее неупругое сопротивление в упруговязких конструкционных материалах при колебаниях. -Авт. Рига. 1972

94. Николаев Г.А. Расчет сварных соединений и прочность сварных конструкций. М.: Высшая школа, 1965. с. 451

95. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1982. с. 272

96. Орлов А.Н., Перевезенцев В.Н., Рыбин В.В. Структура и свойства границ зерен. М.: Металлургия, 1991

97. Остаточные напряжения и прочность сварных соединений. — М.: Машиностроение (МВТУ), 1969

98. Остаточные напряжения как определитель условий их возникновения. Residual stresses as a condition indicator// Докл. участников Междунар. Конф « Безопасность трубопроводов», Москва, 17-21 сент., 1991. ч.1.-М.: с. 180- 190. Англ.

99. Петушков В.Г., Фадеенко Ю.И., Якубовский В.В. Исследование полей напряжений и деформаций при поверхностном взрывном упрочнении сварных соединений металлических конструкций.

100. Пластичность сварных соединений некоторых элементов и конструктивных деталей. Member ductility and design detail of some welded joints. Schmidt L.C., Morgan P.R., "Space Struct." 1986,2, №3, 139-145 (англ.)-3.63.120

101. S. "J. Inst. Eng. (India), Mech. Eug. Div." 1986, 67,№ 3, 34-38 (англ.) -3.63.159

102. Прохоров H.H. Физические процессы в металлах при сварке, т. 2. М.: Металлургия. 1976

103. Работников Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. -М.: машиностроение, 1974

104. Сагалевич В.М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. -М.: Машиностроение, 1974

105. Сашков В.А. Определение напряженно-деформированного состояния и прочности сварных соединений с продольными угловыми швами для расчета на усталость. -Авт. Москва. 1989

106. Снятие остаточных напряжений вибрационным способом. Nokleby I.O. Massage furs Bauteil. Maschinenmarkt, 1987, Bd 93, № 39, S. 90 - 92, 95, 311. РЖ Технол. машиностр., 1988, № 2Б 448

107. Структурный микроанализ. Сб. научных трудов. Пер. с нем. — М.: Металлургия, л. 10. 1991

108. Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции по сварочным материалам, Одесса, 1987г. Ред. Походня И.К. Киев: 1987

109. Уменьшение остаточных напряжений в трубах из нержавеющей стали. Умэмото Тадахиро, Танака Ясухиро; Исикавадзима-харима дзюкогё к.к. Заявка 61-264132, Япония. Заявл. 16.05.85, № 60-104200, опубл. 22.11.86 МКИ С 21 D 9/08, -3.63.22511

110. Физическое металловедение. /Под ред. Кана Р. М.: Металлургия. Т.1. с. 625. 1987

111. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов, т.2. —М.: Машиностроение, 1974

112. Харбенко И.Г. Ультразвук в машиностроении. —М.: Машиностроение, 1996

113. Хенкин M.JL, Локшин И.Х. Размерная стабильность металлов и сплавов в точном машиностроении и приборостроении. М.: Машиностроение, с. 254. 1974

114. Холопов Ю.В. Ультразвуковая сварка пластмасс и металлов. -Л.: Машиностроение, 1988

115. Чудинов A.B. Упрочняющие чистовая обработка стальных закаленных деталей ультразвуковым инструментом. —Новосибирск. 1972

116. Чернышова T.A. Граница зерен в металле сварных соединений. М.: Наука, с. 126. 1986

117. Шашин М.Я. Повышение циклической прочности при обработке деталей дробью. «Металловедение и термическая обработка металлов». № 1. с. 42 - 47. 1959

118. Шевченко H.H. Термопластичность при переменных нагружениях. -Киев: Наукова думка, 1970