Холодная сварка давлением алюминиевых деталей, соединяемых внахлестку тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.09, кандидат наук Ву Нгок Тхыонг
- Специальность ВАК РФ05.02.09
- Количество страниц 148
Оглавление диссертации кандидат наук Ву Нгок Тхыонг
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ
1.1. Гипотезы образования соединений при холодной сварке
1.2. Применение метода конечного элемента к процессам штамповки и холодной сварки давлением
1.3. Цель и основные задачи исследования
2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕФОРМАЦИЙ ПРИ СВАРКЕ ДАВЛЕНИЕМ
2.1. Основные уравнения принятого энергетического метода решаемой задачи, принятые допущения конечно-элементного анализа процессов деформирования
2.2. Решение начальной задачи сварки внахлестку и необходимые зависимости
2.3. Влияние технологических факторов при холодной сварке давлением
2.4. Метод конечных элементов, применяемый при сварке проволоки
2.5. Распределение напряжений и деформаций в пластической области
2.6. Основные результаты и выводы
3. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ И АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТЕЙ
3.1. МКЭ при гасчете капсул и анализе распределения деформаций в капсуле
3.2. Проведение эксперимента, сопоставление данных с учетом выбранной конфигураци
3.3. Основные результаты и выводы
4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ
4.1. Разработка технологического процесса герметизации тонколистовых капсул с учетом рекомендаций
4.2. Технология сварки проволоки
4.3. Основные результаты и выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТЫ И ПРИМЕНЕНИЕ
5.1. Экспериментальные исследования холодной сварки алюминиевых образцов
5.2. Эмпирическая оценка качества и несущей способности сварных швов после сварки
5.3. Некоторые приложения темы исследований в производстве
5.4. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Технологии и машины обработки давлением», 05.02.09 шифр ВАК
Повышение эксплуатационных свойств стальных проволок с покрытиями из алюминия и коррозионностойкой стали2014 год, кандидат наук Булаева, Светлана Александровна
Повышение качества соединений титана с алюминиево-магниевыми сплавами при сварке взрывом с ультразвуковым воздействием2023 год, кандидат наук Королев Михаил Петрович
Разработка технологии изготовления интегральных конструкций авиационной техники с применением метода комбинированной фрикционной сварки2012 год, кандидат технических наук Кащук, Николай Михайлович
Создание технологических процессов сварки взрывом слоистых металлических композитов на основе исследования кинетики и деформационно-энергетических условий формирования соединения2006 год, доктор технических наук Кузьмин, Сергей Викторович
Исследование и создание слоистых металлических композиционных материалов для электрометаллургического оборудования2008 год, доктор технических наук Оголихин, Виктор Михайлович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Холодная сварка давлением алюминиевых деталей, соединяемых внахлестку»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Развитие народного хозяйства в значительной мере определяется ростом объема производства металлов, расширением сортамента изделий из металлов и сплавов и повышением их качественных показателей, что в значительной мере зависит от условий пластической обработки. Знание закономерностей обработки металлов давлением помогает выбирать наиболее рациональные режимы технологических процессов, требуемое основное и вспомогательное оборудование и обоснование его эксплуатации. В настоящее время в России и во Вьетнаме активно развиваются машиностроительные производства. В производстве есть много видов герметизированных капсул и проволоки различных диаметров, которые целесообразно обрабатывать сваркой давлением. Выбор холодной сварки в качестве темы для исследований вызван реальными запросами производства. Одной из задач исследования является совершенствование технологии сварки давлением, которая важна для развития промышленного производства и экономического развития общества в целом в России и во Вьетнаме.
Возможность получения холодной сваркой прочных и надежных соединений алюминия представляет исключительный интерес для электромашиностроительной промышленности и электромонтажного производства, где в связи с актуальностью проблемы по замене меди алюминием возникает необходимость в алюминиевых токопроводящих деталях, при этом концы выводов оставляют медными. Холодная сварка незаменима для выполнения соединений в огнеопасной и взрывоопасной средах. Этот способ особенно приемлем при изготовлении, например, алюминиевых капсул с веществами, не допускающими температурных воздействий. Холодной сваркой можно герметизировать алюминиевые сосуды для хранения и транспортировки эфира и других анестезирующих жидкостей. Основной задачей производства капсул является надежность их герметизации без локальных разрушений.
В настоящее время отсутствуют полноценные исследования технологических процессов холодной сварки давлением для получения качественных деталей внахлестку из алюминиевых материалов, поэтому повышение эффективности применения холодной сварки давлением для соединения алюминиевых листовых и проволочных деталей внахлестку является актуальной задачей исследования.
Цель работы
Повышение прочности и надежности сварных соединений алюминиевых деталей внахлестку путем назначения рациональных параметров технологии холодной сварки давлением.
Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи исследований.
1. Провести анализ существующих методов повышения прочности и надежности сварных соединений путем использования локальной холодной пластической деформации.
2. Разработать компьютерные модели напряженно-деформированного состояния деталей различной формы при холодной сварке внахлестку с использованием пакета прикладных программ «Deform» 3D VI0.0.
3. Выявить влияние геометрии инструмента и условий трения на контактных поверхностях на характер деформирования деталей при сварке, на силовые параметры процесса и на адгезионные характеристики свариваемых металлов.
4. Провести эксперименты по холодной сварке давлением внахлестку алюминиевых деталей, определить условия начала схватывания соединяемых поверхностей и проверить прочность сварных соединений. Найти и рассчитать рациональные параметры холодной сварки внахлестку, полученных КЭ-моделированием и экспериментально.
5. Разработать рекомендации по проектированию технологий герметизации капсул и соединения проволочных деталей. Использовать результаты исследований в промышленности и учебном процессе.
Методы исследования
Теоретические исследования базируются на основных положениях теории обработки металлов давлением, теории холодной сварки, конечно-элементном методе математического и компьютерного моделирования.
Экспериментальные исследования проводились в научной лаборатории кафедры «Механика пластического формоизменения» ТулГУ с использованием испытательной машины «Ггойоп» для разработки рекомендаций по повышению прочности и надежности сварного соединения. При осуществлении разработанных операций использовался полуавтомат типа МХСК-1 для герметизации алюминиевых капсул и машина МСХС-5-3 д ля холодной сварки проволоки.
Достоверность результатов
Обеспечена обоснованным использованием теоретических зависимостей, допущений и ограничений, корректностью постановки задачи, применением известных математических методов и подтверждается качественным и количественным согласованием результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными как лично автором, так и другими исследователями.
Автор защищает:
- результаты моделирования процесса деформирования при холодной сварке давлением в момент герметизации алюминиевых капсул и соединения алюминиевой проволоки;
- рассчитанные значения силы деформирования при сварке от геометрии инструмента, скорости перемещения инструмента, коэффициента трения;
- результаты экспериментальной оценки качества и несущей способности сварных швов после сварки;
- результаты выбора рациональных параметров технологических процессов холодной сварки давлением внахлестку на основе теоретических данных и эксперимента;
- разработанные рекомендации по проектированию технологических процессов герметизации алюминиевых капсул и сварных соединений алюминиевой проволоки;
- использование результатов исследований холодной сварки алюминиевых деталей в производстве на предприятиях России и Вьетнама
Научная новизна:
- определены значения силы деформирования в зависимости от геометрии инструмента и условий трения на контактных границах с помощью разработанных имитационных моделей при степени деформации деталей, соответствующей адгезии поверхностей;
- выявлен поэтапный характер изменения деформации при холодной сварке давлением проволочных деталей и момент перехода между двумя этапами;
- решена задача по определению максимальной прочности соединений на основе теоретических расчетов и экспериментальных испытаний.
Практическая значимость:
- сформулирован пакет начальных условий для расчета деформации при сварке давлением с использованием метода конечных элементов;
- спроектированы штампован оснастка, испытательный стенд и инструмент для сварки внахлестку, позволяющие осуществить предлагаемые способы сварного соединения и проверить их надежность;
- разработаны рекомендации по расчету технологических режимов деформирования при сварке алюминиевых деталей.
Реализация работы
Разработанные рекомендации по расчету технологических параметров операций холодной сварки давлением алюминиевых деталей внахлестку использованы при проектировании технологических процессов изготовления деталей типа «капсула» и «проволока» из алюминиевого сплава АД1М на ООО «УПА» (г. Тула, Российская Федерация) и ОАО «Хоа фад» (г. Намдин, Вьетнам). Эффективность разработанных технологических схем изготовления этих деталей
связана с сокращением затраченной энергии в 20 % для сварки проволоки и 16 % для сварки капсул.
Апробация работы
Материалы исследований доложены на Международных молодежных конференциях «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2011, 2012 гг.); на VI Молодежной научно-практической конференции Тульского государственного университета «Молодежные инновации» (г. Тула, 2011, 2012 гг.); на Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Современные технологии обработки металлов и средства их автоматизации», проводимой в рамках Мероприятий по программе «У.М.Н.И.К.» (г. Тула, 2012 гг.); на Виртуальной Международной выставке гениальных изобретателей (Korea Cyber International Genius Inventor Fair, CIGIF, 2012 г.); на конференции ППС кафедры МПФ (г.Тула, ТулГУ, 2011-2013 гг.).
Публикации
Материалы проведенных исследований отражены в 10 публикациях: в 5 статьях в рецензируемых изданиях, внесенных в список ВАК, и в 5 тезисах докладов международных и всероссийских научно-технических конференций объемом 1,24 п.л.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения и пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 108 наименований, 3 приложений и включает 137 страницы машинописного текста, 52 рисунков и 8 таблиц. Общий объем - 148 страницы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении. Обоснована актуальность рассматриваемой в работе научно-технической задачи, сформулированы цели работы, положения, выносимые на защиту, научная новизна, методы исследования, практическая значимость, приводятся данные о реализации работы, публикациях, структуре и объеме диссертационной работы, краткое содержание разделов диссертации.
В первом разделе. На основе изучения исследований по холодной сварке давлением выявлено, что наибольший вклад в науку о холодной сварке давлением внесли С.Б. Айнбиндер, И.Б. Баранов, A.C. Гельман, А.К. Евдокимов, Э.А. Иванова, Э.С. Каракозов, К.А. Кочергин, В.Ф. Кузин, В.В. Рис, Г.П. Сахацкий, А.П. Семенов, И.М. Стройман, К.К. Хренов, М.Х. Шоршоров, а также N. Bay, Y.T.Li, H.A. Mohamed, R.F. Tylecote и др. Их исследования изучали возможности металлов и сплавов к схватыванию в твердой фазе без нагрева, подготовку поверхностей участков деталей к сварке, влияние скоростей и давлений на прочность соединения, характер скоростей течения и деформаций, способствующий укреплению сварного шва.
Отмечено, что метод конечных элементов способствует повышению эффективности анализа с помощью современных компьютеров. Использование этого метода для исследования сложного характера пластического течения металла, а также изучения действий на него технологических параметров, напряженно-деформированного состояния и условий трения на контактных границах позволяет улучшить качество конкретного сварного шва и в целом сварного соединения, а также уменьшить расходы энергии, связанные с производством, однако это касалось только стыковой сварки, распространенной в США и Южной Корее, и никак не анализировалось при сварке давлением внахлестку. Многие исследования были выполнены
экспериментальными или инженерными методами и не давали надежных результатов расчета.
В конце главы формулируются цель и задачи исследования.
Во втором разделе. Приводятся результаты изучения возможности использования теоретических основ пластической деформации при сварке давлением. Приведены основные уравнения метода конечных элементов, примененных для изучения холодной сварки давлением внахлестку деталей различной конфигурации в поперечном сечении. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния при степенях деформации, соответствующих адгезионному соединению сопряженных поверхностей. Также выявлено влияние геометрии инструмента с различными углами скоса и коэффициентом трения на контактных поверхностях на скорость деформации, удельную силу и напряжение в локальных зонах свариваемых деталей при заданных скоростях перемещения деформирующего инструмента.
В третьем разделе, было проведено компьютерное моделирование процессов холодной сварки давлением герметизированных капсул из листового алюминия АД1М с использованием программного пакета DEFORM - 3D. Расчет рациональных параметров технологической операции по герметизации капсул с помощью разработанной программы.
В четвертой разделе. Разработаны рекомендации по проектированию
, V
технологических процессов методом холодной сварки внахлестку. Рассмотрены два варианта технологических приемов: холодная сварка проволоки и герметизация капсул. Геометрические параметры инструмента для сварки капсул исполнены с радиусами скругления пуансонов. Сварная проволока и капсулы выполнены из алюминиевого сплава АД1, АД1М и А5. Инструмент для сварки проволоки изготовлен с радиусами скругления. При осуществлении разработанных операций использовался полуавтомат типа МХСК-1 для
герметизации алюминиевых капсул и машина МСХС-5-3 для холодной сварки проволоки. Использовались ранее найденные оптимальные режимы сварки для рассматриваемых деталей
В пятой разделе. Предложенные технологии холодной сварки были использованы эффективно. Холодная сварка деталей соответствовала техническим требованиям производства. Найденное оптимальное давление дало экономию энергии для сварки проволоки и сварки капсул.
Эмпирическая оценка качества и несущей способности сварных швов после сварки. По результатам экспериментов, с помощью которых проверяли на прочность при растяжении сваренные алюминиевые образцы проволок
Исследования были проведены с помощью изготовленного устройства для сварки проводов в заводских условиях (рис. 5.13, 5.14). На производстве были проведены прикладные испытания, в результате которых исследованные методы холодной сварки внедрены на ООО «УПА» (г. Тула, Россия), ОАО «Хоа фад» (г. Намдин, Вьетнам).
В заключении приводятся основные результаты и выводы по выполненной работе.
Приложения содержат полученные результаты компьютерного моделирования процессов холодной сварка давлением, экспериментов по проверке прочности и акт внедрения полученных результатов.
1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ХОЛОДНОЙ
СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ 1.1. Гипотезы образования соединений при холодной сварке
Все современные способы сварки металлов относятся, в основном к сварке плавлением, при которой соединяемые металлы нагреваются до температуры плавления без приложения внешней силы, и сварке давлением, при которой к металлам прикладывается сила, вызывающая их пластическую деформацию, как правило, в твердой фазе. Холодная сварка является одним из видов сварки давлением. Она осуществляется при значительной пластической деформации без внешнего нагрева соединяемых деталей. Температура, при которой происходит холодная сварка, может быть сколь угодно низкой, даже отрицательной.
Сварка давлением с нагревом включает в себя, в первую очередь, тепловые процессы, оказывающие большое влияние на формирование сварного соединения. Эти процессы наиболее исследованы в современной литературе. Пластическая деформация при сварке, развивающаяся под действием приложенного давления и нагрева, в литературе рассмотрена значительно меньше. Холодная сварка, при которой нагрев отсутствует и пластическая деформация происходит в «чистом» виде, относится к пластичным материалам и является более доступной для изучения. По-видимому, по этой причине исследованиям вопросов образования соединения при холодной сварке в литературе было уделено больше внимания, чем любому другому способу сварки давлением.
Представления о механизмах холодного соединения металлов, по мнению большинства исследователей, связываются с особенностями строения металлических тел. Известно, что атомы металла состоят из положительно
заряженных ионов, расположенных в определенном порядке в узлах кристаллической решетки, относительно которых они совершают небольшие тепловые колебания, и электронов, частично локализующихся вблизи узлов, а частично коллективизированных в виде так называемого электронного облака, относительно свободно перемещающегося между этими ионами по всему объему металла. Наличие такого электронного облака определяет специфические свойства металла: электро и теплопроводность, способность пластически деформироваться. Взаимодействие электронного облака с ионами в узлах решетки характеризует так называемую металлическую связь, присущую только металлам и отличающуюся высокой прочностью.
Если поверхности двух металлов сблизить до расстояний, соизмеримых с расстоянием между узлами решетки (так называемым «периодом» решетки), то может образоваться общее электронное облако, взаимодействующее с ионами в узлах решетки обеих металлических поверхностей, т. е. непрерывная кристаллическая структура. Непременным условием этого является очистка поверхностей соединяемых металлов и сближение их на расстояние действия сил металлической связи.
Сближение поверхностей на малые расстояния, где проявляется действие межатомных сил, могло бы произойти довольно легко для идеально гладких, чистых и параллельных поверхностей. Но таких поверхностей в производстве не существует; реальная поверхность металла никогда не бывает гладкой и, кроме того, всегда покрыта пленками окислов, жиров и адсорбированных из воздуха газов и паров, которые препятствуют возникновению металлических связей.
Даже самая гладкая в обычном представлении, отполированная поверхность твердого тела в микромасштабах шероховата и имеет большое количество выступов, чередующихся со впадинами. При сближении таких
поверхностей первоначально они контактируют лишь в отдельных точках — по вершинам этих микровыступов. Для достаточного сближения поверхностей необходимо все эти выступы выровнять. Это выравнивание может произойти в результате пластической деформации под давлением. Однако плотного прилегания сопрягаемых поверхностей, полученного в результате слияния микронеровностей и микровыступов и увеличения площади контакта, недостаточно для осуществления холодной сварки.
Необходимо учитывать влияние второго фактора — строение и свойства поверхности металла и тонких приповерхностных слоев. В отличие от атомов внутри металла, находящихся в условиях симметричного воздействия со стороны соседних атомов, на поверхности и вблизи ее атомы находятся под несимметричным воздействием соседних атомов, причем равнодействующая всех сил в данном случае отлична от нуля — она направлена внутрь металла и создает поверхностное натяжение. В связи с этим поверхностные слои имеют некоторый запас свободной энергии.
В реальных условиях поверхность любого металла, не является металлической, так как всегда загрязнена различного рода пленками. Перед сваркой или в процессе ее, эти пленки необходимо удалить. Жировые пленки удаляются предварительно. Другие, например, пленки окислов и адсорбированных из воздуха паров и газов не могут быть предварительно удалены, так как мгновенно образуются снова. Поэтому их необходимо удалить практически, в процессе сварки, чтобы в контакт вступили свежеобразованные, ювенильные поверхности.
Очистка сопрягаемых поверхностей от адсорбированных ими веществ и окисных пленок и обеспечение контакта между ювенильными поверхностями являются обязательными условиями для осуществления холодной сварки.
Определяющая роль в осуществлении этих условий отводится пластической деформации соединяемых металлов.
К.К. Хренов [53] описывает следующий опыт. В прочную стальную обойму были заложены два цилиндрических образца алюминия с зачищенными под холодную сварку торцевыми соприкасающимися поверхностями и зажаты между двумя стальными цилиндрическими пуансонами. Все устройство было помещено под пресс, сдавливающий пуансоны с постепенно возрастающей силой. Давление, сжимающее алюминиевые образцы, доводили до 5000 МПа.
Однако после снятия давления и извлечения образцов из обоймы не было обнаружено даже признаков сварки: образцы легко разнимались. В этом опыте полностью отсутствовала пластическая деформация макрообъемов металла, течение металла вдоль поверхности раздела, разрушение поверхностного слоя, образование ювенильных поверхностей, без которых холодная сварка невозможна.
Необходимость пластической деформации в осуществлении холодной сварки подчеркивается всеми без исключения исследователями. Однако не все отводят ей одинаковую роль в этом процессе. Следует отметить, что в литературе нет единой терминологии, которая четко разграничивала бы различные стадии процесса холодной сварки. Начальным актом этого процесса является схватывание (или сцепление), представляющее собой образование единичной связи между контактирующими металлическими поверхностями.
В своей работе A.C. Гельман указывает [16], что принципиальная возможность схватывания тех или иных металлов еще не означает, что всегда можно получить работоспособное сварное соединение. Из-за недостаточной технологической прочности, связанной с большими остаточными напряжениями, хрупкостью и другими причинами, соединение, полученное в
результате схватывания, после изменения внешних условий (остывания, снятия давления) может разрушаться. Поэтому целесообразно разграничить два понятия — схватывание как процесс образования единичной связи между твердыми телами, т. е. первичный акт сварки, и сварку как процесс получения прочного соединения. При рассмотрении работ разных авторов это различие необходимо учитывать.
Одной из первых гипотез образования соединения при холодной сварке явилась так называемая рекристаллизационная гипотеза Паркса [96]. Исходя из известного факта снижения температуры рекристаллизации металла при его больших деформациях, автор сделал вывод, что это снижение при деформациях и упрочнение, характерных для холодной сварки, настолько велико, что рекристаллизация возможна при комнатной температуре. В результате подготовки образцов к сварке и деформировании, поверхность металла претерпевает сильную деформацию, поэтому температура рекристаллизации слоев металла в месте контакта снижается до комнатной и может быть обеспечена за счет теплоты, выделяющейся при пластической деформации. При этом деформация и упрочнение обеспечивают металлу накопление некоторого количества энергии, достаточного для получения соединения.
Проведенные позже эксперименты оказались в явном противоречии с рекристаллизационной гипотезой. Так, по А.П. Семенову [44], с помощью рентгеноструктурных и металлографических исследований
Рисунок 1.1. Макроструктура сварного соединения алюминия с медью.
не удалось обнаружить протекания рекристаллизационных процессов в зоне контакта. Такой же вывод следует из опытов Гофмана и Руге [73] по сварке алюминия и серебра при температурах —150 и —170°С. Как известно, зона холодносварного стыка характеризуется ярко выраженной текстурой деформации (рис. 1.1). Микротвердость в этой зоне примерно в 1,5 раза выше микротвердости недеформированной зоны металла. Оба эти факта также свидетельствуют против рекристаллизационной гипотезы.
Н. Ф. Лашко и С. В. Лашко-Авакян считают, что поскольку в процессе пластической деформации выделяется теплота, вызывающая интенсификацию диффузионных процессов, то они и являются основой холодной сварки [35]. Согласно диффузионной гипотезе, приконтактные слои металла при пластической деформации могут нагреваться в результате локального роста температуры в местах выхода дислокаций довольно значительно (вплоть до плавления). Такой же точки зрения придерживаются авторы работ [62] и [66].
По диффузионной гипотезе нерастворимые один в другом металлы нельзя соединять холодной сваркой, однако такие соединения уже получены (например, алюминий со свинцом, золото с железом). Существенное влияние на параметры сварки (в частности, на деформацию) при этом должна оказывать скорость приложения внешней нагрузки. Опыт же показывает, что изменение этой скорости даже в десятки раз к заметному изменению величины деформации, необходимой для сварки, не приводит [5, 66, 8].
Роль диффузии при сварке без нагрева довольно точно определил A.C. Гельман [16], указывающий, что диффузия через границу раздела при относительно низкой температуре (близкой к комнатной) возможна только после образования металлической связи и может быть не причиной схватывания, а только его следствием.
Исходя из известного факта, что каждый реальный металл покрыт пленками окислов, которые должны были быть удалены из зоны соединения в процессе пластической деформации, С.Б. Айнбиндер и почти одновременно с ним английский исследователь Р. Тайлекот предложили так называемую пленочную гипотезу. В работе [5] С.Б. Айнбиндер отмечает необходимость удаления пленок из зоны контакта в результате значительной пластической деформации. Величину этой деформации автор определяет как соотношение пластических свойств пленки и основного металла. Так как свойства поверхностных слоев можно менять, например, нанося гальванические пленки с заданными характеристиками, то и свариваемость металлов, т. е. степень деформации, необходимую для образования прочного соединения, можно менять в довольно широких пределах.
Следовательно, по С. Б. Айнбиндеру, свариваемость не есть физическое свойство материала, а зависит от состояния поверхности металла; свариваемостью можно управлять, изменяя механические свойства поверхностных пленок в желаемом направлении. Отсюда сделан вывод, что при соответствующих условиях холодная сварка должна осуществляться между любыми металлами. Наиболее важным из этих условий, по мнению авторов пленочной гипотезы, является отношение твердости пленки к твердости самого металла (Нт/НМе). Чем больше это отношение, тем свариваемость лучше. Роль пластической деформации заключается в выносе пленок из зоны сварки и увеличении площади физического контакта.
Такая оценка роли пластической деформации, с нашей точки зрения, является в основном правильной, хотя с выводом о том, что единственным условием свариваемости является соотношение твердостей пленки и основного металла, согласиться нельзя. Так, отношение Нт / Нш у армкожелеза больше, чем у меди [5], но сварить его без нагрева труднее, чем медь. Стали, согласно
Похожие диссертационные работы по специальности «Технологии и машины обработки давлением», 05.02.09 шифр ВАК
Особенности формирования сварных соединений жаропрочного деформируемого никелевого сплава ВЖ 175, полученных ротационной сваркой трением2017 год, кандидат наук Саморуков, Максим Львович
Формирование структуры в сварных соединениях листового проката алюминиевых сплавов, легированных кальцием2021 год, кандидат наук Карпова Жанна Александровна
Разработка методики оценки деформаций корпуса опоры турбины низкого давления газотурбинного двигателя при аргонодуговой сварке2022 год, кандидат наук Муругова Оксана Владимировна
Повышение свариваемости сплавов системы Al-Cu-Li методами сварки плавлением2020 год, кандидат наук Скупов Алексей Алексеевич
Исследование закономерностей процесса формообразования осесимметричных составных заготовок из сплавов цветных металлов методом осадки с кручением2024 год, кандидат наук Нгуен Хань Тоан
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ву Нгок Тхыонг, 2013 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Айбиндер С. Б. Холодная сварка металлов. Рига; АН Лага ССР, 1957.-162с.
2. Айбиндер С. Б., Глуде Р. К., Логинова А. Я. и др. Основы теориисварки давлением //Автоматическая сварка.- 1964. - № 5.- с.21-27.
3. Айнбиндер С. Б., Глуд. Р. К., Логинова. А. Я. и др Основы теории сварки давлением. Автоматическая сварка, 1964, № 5, с. 21-27.
4. Айнбиндер С. Б., Глуд Р. К., Логинова А. Я. и др. Основы теории сварки давлением. Автоматическая сварка, 1964, № 5, с. 21- 27.
5. Айнбиндер С.Б. Холодная сварка металлов. Рига, Изд. АН Латв СССР, 1957. 162 с.
6. Айнбиндер С.Б. Холодная сварка металлов. Рига, АН ЛатвССР, 1957, 162 с.
7. Астров Е. И. Плакированные многослойные металлы. М.: Металлургия, 1965.
8. Баранов И.Б. Холодная сварка пластичных металлов. Л.: Машиностроение, 1969. 208 с.
9. Баранов И.Б., Холодная сварка пластичных металлов, Машгаз, М. Л, 1962.
10. Батуев Г.С., Голубков Ю. В., Ефремов А. К., сов А. А. Инженерные методы-исследования уд процессов. М. Машиностроение, 1977,-240 с.
11. Бугрова В. А., Саушкин А. Л. Характер деформирования и прочность алюминиевых деталей при холодной сварке продавливанием через матрицу. Куз-нечно-штамповочное производство, 1972, № 9, с. 21- 23.
12. Валиев С. А., Яковлев С. С. Технологические параметры комбинированной вытяжки анизотропного материала // Известия вузов. Машиностроение. 1984. -№ 9. - С. 117-121.
13. Ву Нгок Тхыонг. Моделирование процессов сварки листовых металлов локальной пластической деформацией. // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. Вып. 12. Ч. 2. С. 104 -109.
14. Ву Нгок Тхыонг. Сварка листовых металлов локальной пластической деформацией // XXXVIII ГАГАРИНСКИЕ ЧТЕНИЯ. Научные труды Международной молодежной научной конференции в 8 томах. Москва, 5-8 апреля 2011 г. М.: МАТИ, 2011. Т.8. С. 84-85.
15. Ву Нгок Тхыонг., Евдокимов А.К. Герметизация алюминиевых капсул холодной сваркой давлением // Известия ТулГУ. Серия. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. 2013. Вып. 4. С. 108-110.
16. Гельман A.C. Основы сварки давлением. М.: Машиностроение, 1972.312 с.
17. Григорович В.И. Твёрдость и микротвёрдость металлов. - М.: Наука. - 1976. -221с.
18. Громов В. В. Исследование особенностей холодной сварки при герметизации изделий из алюминия. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Л.: ЛПИ им. М. И. Калинина, 1980. 18 с.
19. Громов В.В. Получение герметичных швов холодной сваркой. Автоматическая сварка, 1980, № 12, с. 51-53.
20. Громов В.В. Расчет усилия и энергии при хо. V. сварке внахлестку,В кн.: Тезисы докладов н; итоговом совещании по: производственным и н исследовательским работам в области сварки, : ненным в 1977 г. (Ленинград, 27- 29'июля, 19 Л., 1978, с. 145-147.
21. Губкин С. И. Пластическая деформация металлов, т. III. М.: Изд. лит-ры по черной и цветной металлургии, 1961. 306 с.
22. Дель Г.Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твёрдости. - М.: Машиностроение. - 1971. - 200с.
23. Догадкин Н. А. Холодная сварка давлением алюминиевых сплавов. Автореферат кандидатской диссертации. JL, 1954.
24. Дуболазов В. А., Гурский П. И. Применение холодной сварки для герметизации корпусов полупроводниковых приборов. Автоматическая сварка, 1975, № 1, с. 46- 47.
25. Залкин В. М. Теоретические вопросы холодной сварки металлов. Сварочное производство, 1982, № 11, с. 41- 42.
26. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М. Мир, 1975. - 541с.
27. Зибель Э. Обработка металлов в пластиче ском состоянии, Металлургпздат, 1934.
28. Каплун А.Б. ANSYS в руках инженера : практическое руководство / А.Б.Каплун,Е.М. Морозов,М.А. Олферьева .2-е изд.,испр. М. : УРСС, 2004 : ил. Библиогр.в конце кн. ISBN 5-354-00729-1 : 158.79..- 272с.
29. Карпов М.Я. Особенности пластического формоиз- менения металла в условиях вибрационного нагру, жения. В кн.: Применение вибраций для&1 фикации процессов штамповки Материалы сём М.; МДНТП, 1961, с. 3-27.
30. Костецкий Б. И. Ивженко. И. П. Дислокационная модель процесса холодной сварки. Автоматическая сварка, 1964, № 5, с. 18-20. 240 с.
31. Кочергин К.А. О возможной структуре универсального критерия подобия для сварки давлением.: Тр. ЛПИ. JL: Машиностроение. 1967, № 283, с. 39- 48.
32. Кочергин К. А. В кн. О контактных явлениях при холодной сварке давлением.: Тр. ЛПИ. Л.: Машиностроение, 1963, № 229, с. 111-120.
33. Кузин В.Ф., Савинкин Ю.В., Цыпина М.Н. Холодная сварка давлением тонколистового и полосового алюминия АД1М и АДОМ // Сварочное производство. -1982, - № 7. - с. 19-20.
34. Кулагин Д. Я, Механизм образе соединения при холодной сварке металлов, Эл техническая промышленность. Сер. Элейтрос 1977, зып. 2. с. 8-10.
35. Лашко Н.Ф., Лашко-Авакян C.B. Металловедение сварки. М.: Машгиз, 1954. 270 с.
36. Локшин Я.Ю., Молдавский Г.Х., Бершадский Г.Ю., Розенбелов А.Е., Автоматы для производства жестяных банок. Москва, «Машиностроение», 1966г.
37. Первицкий Ю.Д. Роликовая холодная сварка давлением. Автоматическая сварка, 1957, № 2Г с. 61- 65.
38. Перлин И. Л., Теория прессования металлов, «Металлургия», М., 1964.
39. Регель В. Р., Слуцкёр А. И., Томащевский. нетическая природа прочности твердых: тел. 1 (физических наук, 1972, вып. 2, с. 193-228)
40. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. - 5 0Л.: Машиностроение. - 1971. 82с.
41. Рыкалин H. Н., Шоршоров. M. X., Красулин. Ю. Л. Физические и химические проблемы соединения разнородных материалов. В кн.: Изв, АН СССР, сер. «Неорганические материалы», 1965, Я§ 1, с. 29—36.
42. Сахацкий Г. П. Технология сварки металлов в холодном состоянии. Киев: «Наукова думка», 1979. 269 с.
43. Сахацкий Г. П. Исследование холодной сварки некоторых металлов и сплавов. Автореферат кандидатской диссертации. Киевский политехнический институт.
44. Семенов А.П. Схватывание металлов. М.: Машгиз, 1958. 280 с.
45. Семенов А.П. Схватывание металлов, основа холодной сварки. Автоматическая сварка, 1964, № 5, с. 4- 9.
46. Семенов Е. И. Об очаге деформации при штамповке в открытых штампах, «Труды МВТУ», № 4, Машгиз, 1955.
47. Слиозберг С.К. Стройман. И. М. Либо С. О. Влияние предварительного подогрева деталей на процесс прессовой сварки алюминия. Автоматическая сварка, 1960, № 5, с. 26 - 31.
48. Стройман И. М., Кулагин Д. П. Точечная холодная сварка алюминия с пульсирующим давлением. Автоматическая сварка, 1980, № 1, с. 24-28, 36.
49. Стройман И. М., Кулагин Д. П. Точечная холодная сварка алюминия с пульсирующим давлением. Автоматическая сварка, 1980, № 1, с. 24-28, 36.
50. Упит Г.П. Ювенильные поверхности металлов, их получение и когезионные свойства. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Рига: Институт физики АН ЛатвССР, 1971. 26 с.
51. Упит Т.П., Варченя С.А., Майк Я.Е. Холодная сварка полупроводника с металлом . Автоматическая сварка, № 5, 1976, с. 22- 25.
52. Хренов К. К., Гурский П. М., Назаров О. В. Влияние вибрации на образование соединений алюминия и его сплавов при холодной сварке. Автоматическая свар- ка, 1970, Лз 4, с. 28-30.
53. Хренов К.К. Холодная сварка металлов. Автоматическая сварка, 1963, № 8, с. 4-11.
54. Хренов К. К., Гурский П. И., Назаров О. Б. Влияние вибрации на образование соединений алюминия и его сплавов при холодной сварке. Автоматическая сварка, 1970, № 4, с. 28-30.
55. Хренов К. К., Гурский П. И.., Клименко Г. А. Расчет усилия осадки при холодной сварке. Автоматическая сварка, 1969, № 3, с. 33-35.
56. Цой В.В., Михайлов Г. Г., Гурский П. И., Хренов К. К. Механические свойства соединений, выпол- ненных холодной сваркой-клепкой. Автоматическая в сварка, 1976. ЛЬ 9, с. 50-52.
57. Шестаков А. И. Исследование холодной и прессовой сварки некоторых легких сплавов. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Киев: Институт ГВФ, 1963. 16 с.
58. Шестаков А.И. Холодная и прессовая сварка при "высоких скоростях' осадки. Автоматическая сварка, 1966, № 12, с. 34-36.
59. Шестаков А.И. Хочодная и прессовая сварка при высоких скоростях осадки.Автоматическая сварка, 1966, № 12, с. 34- 36.
60. Шестаковюю А.И. Об эффекте электромагнитного излучения при деформации металлов применительно к сварке давлением. Сварочное производство, 1981, № 5, с. 4-7. Ное производство, 1982, № 11, с. 41-42.
61. Asada Y., Mori К, Yoshikawa К and Osakada К. Analysis of temperature distribution in the drawing process by the rigid-plastic finite element method, J. JSTP, Submitted for publication.
62. Bowden F. and Tabor D. The influence of surface films on the friction and deformation on surfaces. Properties of metallic surfaces, London, Peprint, 1953, N13.
63. Chen C.C, Oh S. I. and Kobayashi S. Ductile fracture in axisymmetric extrusion and drawing, Trans, ASME, J. Engg., Ind., 101 (1979), 23- 44.
64. Cock L.A. and Sahfer D.C. New forge welding aluminium and magnesium alloys.- Welding journal,. 1958, v. 37, N 4, p. 348-358.Feinwerktechnik, 1959, N3, S. 82-85.
65. Dowson P. R. Viscoplastic finite element analysis of steady-state forming processes including strain history and stress flux dependence, Application of Numerical Methods to Forming Processes, ASME (1978), 55-66.
66. Durst G. A. A few observation on solid phase bonding. Metal Progress, 1947, N1, p. 97-101.
67. Gordon J. D. and Weinstein A. S. A finite element analysis of the plane strain drawing problem, Proc. 2nd NAMRC. Madison (1974), 194- 208.
68. Gotoh M. and Ishise F. A finite element analysis of rigid-plastic deformation of the flange in a deep drawing process based on a fourth-degree yield function, Int. J. Mech. Sci., 20 (1978), 423-435.
69. Hartley P., Sturgess C. E. N. and Rowe G. W. Friction if finite-element analyses of metalfonning processes. Int. J. Mech. Sei., 21 (1979), 301-311.
70. Hayes D. J. and Marcal P. V. Determination of upper bounds for problems in plane stress using finite element techniques, Int. J. Mech. Sei., 9 (1967). 245-251.
71. Hill R. The Mathematical Theory of Plasticity, Oxford University Press, London (1971).
72. Hofmann W. Burat. F. Fortschritte auf dem Gebiet der Kailpressschweissung - Feinwerktechnik, 1959, N 3, S. 82-85
73. Hofmann W. und Rüge J. Versuche über die Kaltpressschweissung von Metallen. Zeitschrift fur Metallkunde, 1952, N 5, S. 133-137.Ltd, London, 1968, p, 334.
74. Iwata K, Osakada K. and Fujino S. Analysis of hydrostatic extrusion by the finite element method, Trans. ASME, Ser. B, 94 (1972), 697-703.
75. Izeki H., Jimma T. and Murota T. Finite element method of analysis of the hydrostatic bulging of a sheet metal, Bull. JSME, 17-112 (1974), 1240-1246.
76. Jimma T., Murota T. and Ichiyanagi T. Stress-strain matrix of metal crystal and its application, J. JSME, 75-639 (1972), 602-607 (in Japanese).
77. Key S. W., Krieg R. D. and Bathe K. J. On the application of the finite element method to metal forming processes — Part I, Computer Methods in Appl. Mech. Engg., 17/18 (1979), 597- 608.
78. Kihara J., Yoshida M. Improvement of finite element method for rigid-plastic material and its application to analysis of deformation of flange part, J. JSTP, 18—199 (1977), 598—604 (in Japanese).
79. Kim J. H., Oh S. I. and Kobayashi S. Analysis of streching of sheet metals with hemispherical punch, Int. J. Mach. Tools Des. Res., 18 (1978), 209-226.
80. Kitagawa H., Nakamachi E. and Tomita Y. Static and dynamic analysis of large deflection of elastic-plastic thin plate, Proc. 6th NAMRC, Florida (1978), 236- 243.
81. Kitahara Y., Osakada Fujii S. and Narutaki R. Analysis of deformation of plates in free forging using rigid-plastic finite element method, J. JSTP, 18-200 (1977), 753-759 (in Japanese).
82. Kobayashi S. and Shah S. N. The matrix method for the analysis of metal-forming processes, Advances in Deformation Processing (ed. J.J. Burke and V. Weiss), Plenum, New York (1978), 51-98.
83. Kudo H. and Matsubara S. Joint examination project of various numerical methods for the analysis of metal forming processes, Metal Forming Plasticity (ed. H. Lippmann), Springer, Berlin (1978),"378-403.
84. Lee E. H., Mallett R. L. and Yang W. H. Stress and deformation analysis of the metal extrusion process, Computer Methods in Appl. Mech. Engg., 10 (1977) 339-353.
85. Lung M. and Mahrenholtz O. A finite element procedure for analysis of metal forming processes, Trans, CSME, 20-1 (1973), 31-36.
86. Mori K, Shima S. and Osakada K. Analysis of free forging by rigid-plastic finite element method based on the plasticity equation for porous metals, Bull. JSME, 23-178 (1980), 523-529.
87. Mori K, Shima S. and Osakada K- Finite element method for the analysis of plastic deformation of porous metals, Bull. JSME, 23-178 (1980), 516-522.
88. Mori K, Shima S. and Osakada K. Some improvements of the rigid-plastic finite element method, J. JSTP, 21-234 (1980), 593-600 (in Japanese).
89. Naganialsu A., Murota T. and Jimma T. On the nonuniform deformation of material in axially symmetric compression caused by friction — Part 2, Bull. JSME, 14-70(1971), 339-347.
90. Nakajima K, Watanabe K, Walanabe S. and Tamura I. Study on the closing and consolidation of internal cavities in heavy ingots by hot free forging, Proc. 4th Int. Conf. Prod. Engg., Tokyo (1980), 166-171.
91. Nakamura Y., Tatenami T. and Saito K- Analysis of deep drawing of rigid plastic material by matrix method, J. JSTP, 18- 202 (1977), 916- 922 (in Japanese).
92. Oda T., Mori K-, Shima S. and Osakada K- Analysis of initial and final non-steady state deformation in flat rolling, Proc. 1980 Japanese Spring Conf. Tech. Plasticity, 211-214 (in Japanese).
93. Odell E. I. A study of wall ironing by the finite element technique, Trans. ASME, J. Engg., Ind., 100 (1978), 31-36.
94. Ootubo H., Hirakawa T. and Yamada Y. An analysis of steady metal flow in material processing by finite-element method, J. JSTP, Vol, 20, № 218 (1979), 235-242.
95. Osakada K and Mori K- Prediction of ductile fracture in cold forging, Annals of GIRP, 27-1 (1978), 135-139.
96. Parks J. M. Recristallisation welding - Welding Journal, 1953, N 5, p. 209-221.
97. Reinhold J. Le soudage par pression a froid, Soudage et technique connexes, 1955, N7-8, p. 169-176.
98. Seguchi Y., Shindo A., Tomita Y. and Sunchara M. Sliding rule of friction in plastic forming of metals, Proc. Int. Conf. Computational Methods in Nonlinear Mechanics, Texas (1974), 683- 692.
99. Shima S., Inamoto J., Osakada K- and Narutaki R. The finite elementanalysis of elastic-plastic deformation of porous metals, J. JSTP, 16— 175(1975),660—667 (in Japanese).
100. Shima S., Mori K, Oda T. and Osakada K. Rigid-plastic finite element analysis of strip rolling, Proc. 4th Int. Conf. Prod. Engg., Tokyo (1980), 82-87.
101. Takahashi H. and Kobayashi S. Some aspects of finite-element analysis of plastic compression, Proc. 5th NAMRC, Massachusetts (1977), 87-94.
102. Tamano T. Finite element analysis of steady metal forming, J. JSTP, 14153 (1973), 766-769 (in Japanese).
103. Tomita Y. and Sowerby R An approximate analysis for studying the deformation mechanics of rate sensitive materials, Int. J. Mech. Sci., 20 (1978), 361- 371.
104. Tylecote R. F. The soild phase welding of metals. Edward Arnold (Publisher).
105. Wang N.M. and Budiansky B. Analysis of Sheet metal stamping by a finite-element method, Trans. ASME, J. Appl. Mech., 45 (1978), 73-82.
106. Washizu K. Variational .Methods in Elasticity and Plasticity, Pergamon Press, New York (1968).
107. Wifi A. S. An incremental complete solution of the stretch-forming and deep-drawing of a circular blank using a hemispherical punch, Int. J. Mech. Sci., 18 (1976), 23-31.
108. Zienkiewicz .O. C. and Godbole. P. N. Flow of plastic and vicso-plastic solids with special reference to extrusion and forming processes, Int. J. Numerical Methods in Engg., 8 (1974), 3-16.
137
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.