CC BY
8
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ MACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCE
© ®
H) Check for updates
и Ö О
тз
л
'S
s (U
ü £ л
Научная статья
УДК 621.791
https://doi.org/10.23947/2687-1653-2022-22-3-232-241
Повышение долговечности сварных стыковых соединений, работающих при циклических нагрузках в двухосном поле напряжений
Ю. Г. Людмирский 1 , В. П. Леонов2 , С. С. Ассауленко1 Ш
1 Донской государственный технический университет, Российская Федерация, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
2 ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» им. И. В. Горынина Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»», Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49
И assaulenko s@mail.ru
Аннотация
Введение. В листовых и корпусных конструкциях, работающих под давлением, разрушение, как правило, локализуется вдоль линии перехода от основного металла к металлу шва. Рассмотрены методы повышения долговечности сварных стыковых соединений, которые направлены на снижение концентрации напряжений и создание благоприятных остаточных напряжений сжатия.
Материалы и методы. Опыты проводились на установке для двухосного изгиба, создающей двухосное поле напряжений. Испытывались образцы заводского исполнения и образцы с дополнительно обработанной зоной перехода от металла шва к основному металлу. Показана эффективность дополнительной обработки следующими методами:
- зачистка абразивным инструментом;
- дробенаклеп;
- зачистка абразивным инструментом с дробенаклепом;
- оплавление границы шва в аргоне без присадочной проволоки;
- оплавление границы шва в аргоне с присадочной проволокой ЭП-410У;
- оплавление границы шва без присадочной проволоки с пластическим деформированием между узкими роликами.
Результаты исследования. Анализировались зарождение, развитие разрушения и его особенности при разных способах дополнительной обработки сварных соединений. Рассчитаны доверительные интервалы (95 %) зарождения и развития разрушений для сварных соединений и основного металла. Оценивалась эффективность предложенных методов дополнительной обработки.
Обсуждение и заключения. Анализ эффективности методов повышения долговечности стыковых сварных соединений показал, что создание плавного перехода от металла шва к основному металлу значительно снижает концентрацию напряжений. Это позволяет увеличить количество циклов до зарождения разрушений и живучесть соединений. Благодаря сжимающим напряжениям в околошовной зоне можно повысить долговечность сварных соединений. Наиболее результативные методы дополнительной обработки сварных швов сочетают уменьшение концентрации напряжений и создание остаточных напряжений сжатия. Самое технологичное решение — переплав зоны перехода в среде аргона с дополнительной присадочной проволокой ЭП-410У.
Ключевые слова: повышение долговечности, циклические нагрузки, стыковые соединения, концентрация напряжений, остаточные напряжения, зарождение и развитие разрушения.
Благодарности. Авторы выражают благодарность д. т. н., профессору, заведующему кафедрой «Машины и автоматизация сварочного производства» Лукьянову В.Ф. за многолетний совместный труд и научное руководство.
© Людмирский Ю. Г., Леонов В. П., Ассауленко С. С., 2022
Для цитирования. Людмирский, Ю. Г. Повышение долговечности сварных стыковых соединений, работающих при циклических нагрузках в двухосном поле напряжений / Ю. Г. Людмирский, В. П. Леонов, С. С. Ассауленко // Advanced Engineering Research. — 2022. — Т. 22, № 3. — С. 232-241. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2022-22-3-232-241
Original article
Increasing the Durability of Butt-Welded Joints Operating under Cyclic Loads in a Biaxial Stress Field
Yury G. Lyudmirsky1 , Valery P. Leonov 2, Semyon S. Assaulenko1
1 Don State Technical University, 1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, Russian Federation
2 Central Research Institute of Structural Materials "Prometey" named after I. V. Gorynin of National Research Center "Kurchatov Institute", 49, Shpalernaya St., Petersburg, Russian Federation
И assaulenko s@mail.ru
Abstract
Introduction. In sheet and hull structures operating under pressure, destruction, as a rule, is localized along the transition line from the base metal to the weld metal. Methods of increasing the durability of butt-welded joints, which are aimed at reducing stress concentration and creating favorable residual compression stresses, are described. Materials and Methods. The tests were carried out on an installation for biaxial bending, which created a biaxial stress field. Factory-made coupons and samples with an additionally processed transition zone from the weld metal to the base metal were tested. The effectiveness of further processing is shown by the following methods:
- abrading;
- grit hardening;
- abrading with grit hardening;
- melting of the fusion line in argon without filler wire;
- melting of the fusion line in argon with filler wire EP-410U;
- melting of the fusion line without filler wire with plastic deformation between narrow rollers.
Results. The origin, development of destruction, and its features were analyzed using different methods of further processing of joint welds. Confidence spans (95 %) of the origin and development of failures for joint welds and base metal were calculated. The efficiency of the proposed methods for further processing was evaluated.
Discussion and Conclusions. An analysis of the effectiveness of methods for increasing the durability of butt-welded joints has shown that the creation of a smooth transition from the weld metal to the base metal reduces significantly the stress concentration. This provides increasing the number of cycles before the onset of destruction and the survivability of compounds. Due to compressive stresses in the near-weld area, it is possible to increase the durability of joint welds. The most effective methods of further processing of welds combine the reduction of stress concentration and the creation of residual compression stresses. The high-tech solution is remelting the transition zone in an argon medium with an additional EP-410U filler wire. g
S3
Keywords: durability increase, cyclic loads, butt joints, stress concentration, residual stresses, origin and development ^
of fracture. rn
о к
Acknowledgements. The authors are deeply grateful to V- F. Lukyanoy, Dr.Sci. (Engineering), professor, Head of the K Machines and Welding Fabrication Automation Department, for years of joint work and academic advising. 1
<u
For citation. Y. G. Lyudmirsky, V. P. Leonov, S. S. Assaulenko. Increasing the Durability of Butt-Welded Joints Operating under Cyclic Loads in a Biaxial Stress Field. Advanced Engineering Research, 2022, vol. 22, no. 3, S3 pp. 232-241. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2022-22-3-232-241 g
ср
Введение. Сварные корпусные и оболочковые конструкции, работающие под давлением, широко применя- о
ются в судостроении, химическом, энергетическом машиностроении и других отраслях. Снижение металлоем- §
S3
кости подобных конструкций при одновременном повышении их работоспособности является важнейшей зада- р чей [1-4]. Для уменьшения веса конструкций необходимо использовать более прочные материалы при напряжениях, близких к пределу текучести. В этом случае для обеспечения высокой конструктивной прочности выдвигаются особые требования к выполнению сварных конструкций. Другими словами, необходимо разработать мероприятия, повышающие долговечность конструкций до величин, близких к показателям основного металла.
Цель работы — исследование возможностей повышения долговечности сварных соединений, работающих при циклических нагрузках в коррозионной среде (3 % раствор ЫаСР), с помощью дополнительной обработки швов.
Материалы и методы. Стыковые сварные соединения были выполнены из хромоникельмолибденовой стали. Предварительная термообработка листового материала обеспечивала пределы текучести 900 МПа, 1100 МПа, 1150 МПа. Испытания [5, 6] проводились при двухосном поле напряжений и одновременном действии повторных статических нагрузок в коррозионной среде (3 % раствор ЫаСГ). Ручная многопроходная сварка выполнялась низколегированными электродами 48Н11, 48Н13 и аустенитными электродами ЭА 981/15. Разрушение зарождается со стороны растянутых волокон, поэтому напряженное состояние исследовали на растянутой поверхности образца. Напряжения определяли расчетным путем. Измеряли рычажным тензометром Гугенбергера и тензорезисторами с базой 5 мм на расстоянии 10 мм от сварного шва. Если измеренные значения напряжений отличались более чем на 5 % от расчетных, корректировалось давление под образцом.
Разрушение сварных соединений локализуется вдоль линии перехода от основного металла к металлу шва, как показано на рис 1.
и Й О
тз
л 'й
и
О, £ Л
Рис. 1. Характер разрушения сварного стыкового соединения (фото авторов)
Основные причины снижения работоспособности сварных соединений по сравнению с листовым металлом [7-11]:
- геометрическая концентрация напряжений;
- остаточные сварочные напряжения;
- ухудшение структуры и свойств основного металла в околошовной зоне под воздействием термического цикла сварки.
Влияние каждого из этих факторов можно частично или полностью нейтрализовать.
На кафедре «Машины и автоматизация сварочного производства» (МиАСП) ДГТУ в течение многих лет ис-пытывались стыковые сварные соединения высокопрочных сталей с различными способами дополнительных обработок (таблица 1). Опыты соответствовали условиям нагружения реальных конструкций.
Таблица 1
Способы дополнительных обработок сварных стыковых соединений в зоне перехода
от шва к основному металлу
№ Обработка
1 Зачистка абразивным кругом с зернистостью 80. Радиус галтели Я = 30-40 мм
2 Дробенаклеп дробеструйным аппаратом АД-1 со стальной литой дробью ДСЛ-1,5. Давление 5 атм, скорость перемещения головки 75 мм/мин. Зона обработки в месте перехода от шва к металлу 15-30 мм
3 Зачистка абразивным кругом зоны перехода от металла шва к основному металлу 1-м способом и дробенаклеп 2-м способом
4 Оплавление границы шва в среде аргона без присадочной проволоки. Диаметр вольфрамового электрода 3 мм, сила тока I = 120 А, напряжение на дуге и = 10-12 В, скорость сварки 8 м/ч, частота поперечных колебаний 60 мин -1, амплитуда колебаний 6 мм
№ Обработка
5 Оплавление границы шва с присадочной проволокой ЭП-410У 4-м способом. Диаметр присадочной проволоки 1,6 мм
6 Оплавление границы шва без присадочной проволоки 4-м способом. Пластическое деформирование между роликами. Диаметр ролика 120 мм, ширина 20 мм. Усилие между роликами 18000 кгс, скорость прокатки 1,4 м/мин
Физические и металлургические процессы, протекающие при сварке, не поддаются моделированию в полном объеме. Поэтому испытания проводили на натурных сварных стыковых соединениях при полном сохранении заводской технологии сварки и геометрических параметров соединений. Малоцикловая усталость сварных соединений исследовалась на образцах в виде дисков диаметром 550 мм толщиной 30 мм на установке УДИ-550 [12]. Их шарнирно закрепляли по контуру и нагружали гидростатическим давлением масла. Под действием гидростатического давления диск осесимметрично изгибался. На внутренней поверхности возникали напряжения сжатия, на внешней — напряжения растяжения, на нее воздействовала коррозионная среда — 3 %-ный водный раствор хлористого натрия. Образцы испытывали при повторном статическом нагру-жении с частотой 10 циклов/мин.
Максимальные напряжения возникали в центральной части образцов. На большой поверхности выше статистическая вероятность возникновения и развития разрушения, что в целом приближает условия испытания с реальными условиям работы нагруженных корпусных конструкций.
Результаты исследования. В таблице 2 приведены результаты испытаний образцов после дополнительной обработки сварных соединений при циклическом нагружении.
Таблица 2
Влияние дополнительных методов обработки сварных стыковых соединений на характеристики работоспособности
№ Предел текучести, МПа Сварочные материалы Вид обработки соединения Мах напряжения цикла, МПа Доп. обработка Число циклов до Место разрушения
появления трещин, Мт потери герметичности, Мр
1 1100 ЭА 981/15 1-й способ: абразивная зачистка 700 Нет 2600 20560 Линия перехода*
2 3890 24401
3 Есть 10840 27237
4 9115 28947
5 1100 48Н13 2-й способ: дробе-наклеп 860 Нет 2000 7430 Линия перехода
6 2100 11500
7 Есть 1410 27349 Линия перехода
8 2000 14051
9 1100 48Н13 3-й способ: абразивная зачистка и дробенаклеп 700 Есть 10670 32310 Линия перехода с выходом на основной металл
10 12430 37540
11 1100 ЭА 981/15 720 Есть 10870 32840
12 9300 34460
13 1100 48Н13 4-й способ: оплавление границы шва в аргоне без присадочной проволоки 700 Нет 3800 24930 Линия перехода с выходом на основной металл
14 2680 21980
15 Есть 6240 33287
16 6450 29714
17 ЭА 981/15 Есть 8320 25400
18 7000 24250
19 900 48Н11 5-й способ: наплавка галтельного валика проволокой ЭП410У 605 Нет 4300 29074 Линия перехода
20 4200 23079
21 Есть 25600 100000 Основной металл и перпендикулярно ко шву
22 29800 58384
23 30910 91300
24 24100 86000
25 1150 48Н11 5-й способ 720 Нет 3386 22639 Линия перехода
26 2566 22433
27 Есть 7627 39457 Линия перехода и основной металл
28 4890 33405
и К X
<и «
и и о X
к
3
й
и К X <и О
Н О
о X
к
3
й
Предел текучести, МПа Сварочные материалы Мах напряжения цикла, МПа Число циклов до
№ Вид обработки соединения Доп. обработка появления трещин, Ыт потери герметичности, Ыр Место разрушения
29 Нет 3890 24401 Линия перехода
30 1150 48Н13 5-й способ 760 3285 23245
31 Есть 8500 36400 Линия перехода
32 9886 34636 и основной металл
33 3270 21980
34 Нет 1300 26074 Линия перехода
35 1200 19079
36 48Н13 605 3160 26880
37 Оплавление границы шва 4-м способом + 6-й способ: прокатка шва между узкими роликами 20860 48210 Основной металл и трещины поперек шва
38 900 Есть 19321 139300
39 17300 93552
40 24475 99910
41 Нет 3386 22630 Линия перехода
42 ЭА981/15 720 2566 22433
43 Есть 31950 96875 Основной металл
44 23450 78543 и трещины поперек шва
45 Нет 3285 23245 Линия перехода
46 1150 48Н13 760 Есть 22900 87280 Основной металл
47 21168 55039 и трещины поперек шва
*От шва к основному металлу.
сл Д
0
1
£
сл >
I
Дополнительная обработка сварных соединений 1-м и 4-м способом (таблица 1) уменьшала концентрацию напряжений за счет увеличения радиуса сопряжения металла шва с основным металлом.
2-й способ создавал в зоне сварного шва небольшие сжимающие напряжения, но практически не менял их концентрацию. Альтернатива предложенному способу — прокатка зоны перехода, представленная в [13].
3-й, 5-й и 6-й способы помимо снижения концентрации напряжений, позволяли получать в зоне перехода от металла шва к основному металлу благоприятные остаточные напряжения сжатия.
На рис. 2 а показаны доверительные интервалы (95 %) количества циклов до зарождения разрушения Ыз, а на рис. 2 б — интервалы количества циклов до разрушения N для сварных соединений (пунктирные линии), выполненных по заводской технологии, и для основного металла (сплошные линии). Интервалы строили по данным таблицы 2.
о,
МПа
900 800 700 600 500 400
\ ч \ \ Основной
\ > / металл
\ \ \
\ \ ч ч
'К ЧЧ >ч \
Сварн ые / > \
соединения/^ \ Ч 7) ч\
N„><10
20
40
а) б)
Рис. 2. Сравнение работоспособности основного металла и сварных стыковых соединений при повторном статическом нагружении: а — число циклов до появления трещин; б — число циклов до разрушения
Представлены области разброса значений сопротивления повреждаемости и долговечности сварных стыковых соединений (рис. 2 а) и основного металла (рис. 2 б) в зависимости от максимальных напряжений при от-нулевом пульсирующем цикле нагружения.
Видно, что количество циклов до зарождения разрушения Ы3 и долговечность сварных стыковых соединений до разрушения Ыр (количество циклов до потери герметичности) гораздо меньше, чем у основного металла.
Для определения сжимающих напряжений, которые образовывались в швах в результате обработки, измеряли остаточные напряжения. Этот метод описан в работах [14, 15].
В таблице 3 представлены результаты измерений остаточных напряжений в направлении, перпендикулярном оси шва, на поверхности сварных соединений в околошовной зоне.
Таблица 3
Остаточные напряжения сжатия в зоне сопряжения металла шва с основным металлом в зависимости от способов дополнительной обработки
Способ дополнительной обработки сварного шва Сжимающие напряжения, МПа
2-й и 3-й 60-80
5-й 240-320
6-й 700-800
По данным таблицы 2 и рисунка 3 можно судить об эффективности различных способов дополнительной обработки сварных соединений, работающих при циклическом нагружении.
с.
МП а
900 800 700 600 500 400
ч \ ч \
N Ч ч \ металл
ч ч ч N ч \
N Ч Ч о\о \
\ ч ч^ ч ч 11 в Чзч.
Сварн ые у 'ч ч 4 чл \
соединения [ N ч N
N.,»10
20
40
Рис. 3. Эффективность способов дополнительной обработки зоны сопряжения металла шва с основным металлом: а — число циклов до появления трещин; б — число циклов до разрушения
На рис. 3 показаны результаты испытания образцов стыковых сварных соединений, обработанных разными способами. На рис. 3 а представлены доверительные области разброса значений до зарождения разрушения основного металла и стыковых сварных соединений без дополнительной обработки. На рис. 3 б — те же области до разрушения образцов (до потери герметичности).
Зачистка зоны перехода от металла шва к основному металлу повышает сопротивляемость зарождению разрушения из-за уменьшения концентрации напряжений (таблица 2). Однако этот способ практически не повлиял на характер развития разрушения. Трещины зарождались и развивались вдоль линии сопряжения металла шва с основным металлом.
Аналогичный характер разрушения имеют образцы, у которых граница шва и основного металла переплавлена дугой в аргоне без присадочного металла (4-й способ). Это привело к уменьшению концентрации напряжений. Как следствие, выросла сопротивляемость зарождению разрушения. При этом практически не измени-
сь К X
<и «
и и о X
к
3
й
и К X <и О
Н О
о X
к
3
й
лась сопротивляемость развитию разрушения (рис. 3). 4-й способ по сравнению 1-м более технологичен, т. к. не требует дополнительного оборудования, кроме сварочного.
Дробенаклеп (2-й способ) практически не повлиял на сопротивление повреждаемости, определяемое числом циклов до появления видимой трещины — Ыт, но увеличил живучесть — число циклов, которое выдержал образец после образования первой трещины до потери им несущей способности (течи). Это объясняется тем, что дробенаклеп не гарантирует однородности поверхностного деформирования металла, особенно в местах соединения с подрезами, наплывами, кратерами и неплавными очертаниями шва. Именно здесь зарождается разрушение. Однако в местах плавного сопряжения металла шва с основным металлом дробеструйная обработка, вызывающая небольшие напряжения сжатия, препятствовала образованию протяженной магистральной трещины, что увеличило сопротивляемость развитию разрушения.
Для повышения эффективности дробенаклепа предложили 3-й способ. Выполняется абразивная зачистка 1-м способом, а затем дробеструйная обработка. В сравнении со 2-м способом примерно на 20 % увеличилась долговечность образцов до зарождения разрушения и до потери герметичности. Сравнение 1-го и 3-го способа показало, что количество циклов до зарождения разрушения фактически не изменилось, однако количество циклов до разрушения (потери герметичности) увеличилось на 20 %.
5-й способ [16] — оплавление границы шва с присадочной проволокой ЭП-410У диаметром 1,6 мм. При охлаждении (140 оС и ниже) галтельные валики претерпевают мартенситные превращения. При охлаждении до комнатной температуры объем суммарно увеличивается на 1,5 % [11]. Как было показано ранее, это приводит к появлению остаточных напряжений сжатия до 300 МПа. Галтельные валики с повышенным удельным объемом способствуют росту сопротивления повреждаемости и развитию разрушения, то есть увеличению живучести. В таких соединениях первые трещины появлялись либо на основном металле, в стороне от шва, либо одновременно вдоль линии перехода от шва к основному металлу (таблица 2). Трещины, обнаруженные на линии сплавления, как правило, развивались с малой скоростью, и к разрушению приводило слияние трещин на основном металле и в сварном соединении. Типичный внешний вид сварных соединений, дополнительно обработанных 5-м способом, после испытания показан на рис. 4.
3 Р„с. 4. Разрушение „_ „„„„о cоeд„нe„„я, „_,„, 5-м „„с«», <фото авторов)
^з Рассмотренный вид обработки уменьшает концентрацию напряжений по всей длине шва и создает благой приятные остаточные напряжения сжатия в районе галтельных валиков с повышенным удельным объемом. о
"О Действие сжимающих напряжений тормозит зарождение разрушений. С развитием трещин вдоль галтельно-
г^ го валика действие поперечных напряжений сжатия уже не эффективно и отчасти устраняется. Этим можно й
и объяснить отсутствие влияния валиков повышенного удельного объема на живучесть сварных соединений. Ес.> ли же разрушение зарождается не на галтельном валике, а на основном металле, живучесть сварных соедине-{р ний возрастает.
Зз Обработка 5-м способом зоны перехода от основного металла к металлу шва увеличила сопротивляемость
зарождению и развитию разрушения примерно в 3-4 раза. При этом топография разрушения заметно изменилась. Первые трещины, как правило, зарождались в основном металле (рис. 4). При наличии плохо заваренных кратеров на лицевой поверхности шва трещины зарождались в этих местах и развивались преимущественно
перпендикулярно шву, но и в этом случае сопротивляемость зарождению и развитию разрушения оставалась довольно высокой (таблица 2, 5-й способ).
Поверхностное пластическое деформирование околошовной зоны [12] в стыковых соединениях путем обкатки узкими роликами (6-й способ) позволило довести сопротивляемость зарождению и развитию разрушения до уровня аналогичных характеристик основного металла. Этот вывод подтверждается характером разрушения сварных соединений, выполненных 6-м способом (рис. 5).
50мм
— -1-Г- 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 --
42280
> 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
53813
67310
т 1 1 1 1 1 1 1 .1- /
1 ! 1 1 1__-г 1 --г' 1 (
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ■ ■ а \ 1
72873
/
а)
К X
О £
о
0 X
к
1 2
б)
Рис. 5. Характер зарождения и развития разрушения сварного соединения, зона сопряжения которого прокатана между узкими роликами (6-й способ): а — кинограмма развития разрушения образца;
б — внешний вид сварного соединения при разрушении (фото авторов)
Видно, что разрушение зарождалось и развивалось по основному металлу (рис. 5 а, табл. 2 и характер разрушения соединений, показанный на рис. 5 б). Оплавление границы шва и последующая его прокатка между 239
узкими роликами (6-й способ) увеличили сопротивляемость зарождению разрушения примерно в 8 раз, живучесть сварных соединений — примерно в 4 раза.
Обсуждение и заключения
1. В качестве исходных образцов рассмотрели сварные соединения, выполненные по заводской технологии без дополнительной обработки зоны перехода. В этом случае при циклическом нагружении по линии перехода от металла шва к основному металлу наблюдается многоочаговое зарождение усталостных трещин. Они быстро развиваются и объединяются в одну магистральную. Затем она развивается в глубину, что приводит к потере герметичности. Долговечность сварных соединений оказывается в 2-3 раза меньше, чем у основного металла.
2. Задействовали два вида дополнительной обработки:
- зачистка зоны перехода от шва к основному металлу абразивным инструментом (1-й способ);
- переплав зоны перехода от шва к основному металлу неплавящимся электродом, дугой, горящей в среде аргона (4-й способ).
Это позволило увеличить сопротивляемость зарождению разрушения почти в 2 раза. Живучесть этих сварных соединений практически не изменилась.
3. Дробеструйная обработка (2-й способ) практически не сказалась на количестве циклов до зарождения разрушения, но несколько увеличила число циклов до разрушения.
4. Предварительная зачистка абразивным инструментом зоны перехода от металла шва к основному металлу и последующая дробеструйная обработка (3-й способ) почти в 1,5 раза увеличили сопротивляемость сварных соединений зарождению и развитию разрушения.
5. При наплавке галтельного валика материалом с подходящими объемными изменениями (5-й способ) трещины возникают в зоне перехода и в основном металле. При этом примерно в 3-4 раза увеличивается сопротивляемость зарождению и развитию разрушения.
6. Оплавление границы шва без присадочной проволоки (4-й способ) и пластическое деформирование между узкими роликами (6-й способ) обеспечивают рост сопротивления повреждаемости и живучести сварных соединений практически до уровня аналогичных характеристик основного металла.
Список литературы
1. Винокуров, В. А. Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности / В. А. Винокуров, С. А. Куркин, Г. А. Николаев ; ред. Б. Е. Патон. — Москва : Машиностроение, 1996. — 576 с.
2. Leonov, V. P. Structural and Technological Strength of Steel for Marine Structures / V. P. Leonov, V. A. Malyshevskii // Metal Science and Heat Treatment. — 2001. — Vol. 43 — P. 444.
3. Ильин, А. В. Определение параметра трещиностойкости CTOD для металла сварных соединений судо-корпусных сталей при низких климатических температурах / А. В. Ильин, В. П. Леонов, В. Ю. Филин // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2009. — № 32. — С. 120-146.
4. Фетисова, Е. А. Особенности диффузионных процессов в сварных соединениях из разнородных сталей / Е. А. Фетисова, А. Г. Лупачев // Вестник Белорусско-Российского университета. — 2014. — № 3. — С. 79-87. https://doi.org/10.53078/20778481 2014 3 79
5. Ilyin, A. V. On the Problem of Quantitative Service Life Assessment for High-Strength Steel Welded Structures under the Effect of Corrosion Medium / A. V. Ilyin, V. Yu. Filin // Procedia Structural Integrity. — 2019. — Vol. 14. — P. 964-977. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2019.07.078
6. Kazuo Tateishi. Low Cycle Fatigue Strength of Butt-Welded Steel Joint by Means of New Testing System with Image Technique / Kazuo Tateishi, Takeshi Hanji // International Journal of Fatigue. — 2004. — Vol. 26. — P. 13491356. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2004.03.016
ru 7. О выявлении трещиноподобных дефектов сварки существующими методами контроля качества /
3 В. А. Передельский, В. Я. Харченко, А. Л. Черногоров, С. В. Тихонов // Advanced Engineering Research. — й 2021. — Т. 21, № 1. — С. 89-95. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-1-89-95
d- 8. Контроль остаточных напряжений в околошовной зоне сварного шва / В. А. Быченок, И. В. Беркутов,
'й А. Л. Майоров [и др.] // Технология машиностроения. — 2019. — № 12. — С. 45-50.
st 9. Application of Finite Element Method for Simulation of Stress-Strain State in Manufacturing of Long Turbine
Blades Made of High-Strength Titanium Alloys / V. P. Leonov, I. A. Schastlivaya, T. N. Igolkina [et al.] // Inorganic lp Materials: Applied Research. — 2014. — Vol. 5. — P. 578-586. https://doi.org/10.1134/S2075113314060069 -й 10. Zerbst, U. Application of Fracture Mechanics to Weld Fatigue / U. Zerbst, J. Hensel // International Journal of
Fatigue. — 2020. — Vol. 139. — Art. 105801. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105801
11. Influence of Weld Joint Geometry and Strength Mismatch on Load Bearing Capacity of API Pipeline / Jong-Hyun Baek, Yun-Chan Jang, Ik-Joong Kim [et al.] // International Journal of Pressure Vessels and Piping. — 2022. — Vol. 199. — Art. 104737. https://doi.org/10.1016/i.iipvp.2022.104737
12. Ильин, А. В. Определение конструктивной и технологической концентрации напряжений в сварных узлах при оценках усталостной прочности оболочечных конструкций / А. В. Ильин, К. Е. Садкин // Вопросы материаловедения. — 2012. — № 2 (70). — С. 161-176.
13. Lyudmirskii, Y. G. Constructive and Technological Method of Increasing Durability of "Choke Connections" / Y G. Lyudmirskii, S. S. Assaulenko, S. O. Ageev // Journal of Physics Conference Series. — 2021. — Vol. 2131. — Art. 042061. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2131/4/042061
14. Fatigue Life Improvement Using Low Transformation Temperature Weld Material with Measurement of Residual Stress / J. Franks, G. Wheatley, P. Zamani [et al.] // International Journal of Fatigue. — 2022. — Vol. 164. — Art. 107137. https://doi.org/10.1016/uifatigue.2022.107137
15. Measurement and Analysis of Welding Deformation and Residual Stress in CMT Welded Lap Joints of 1180 MPa Steel Sheets / Ritsu Nishimura, Ninshu Ma, Yong Liu [et al.] // Journal of Manufacturing Processes. — 2021. — Vol. 72. — P. 515-528. https://doi.org/10.1016/i.imapro.2021.10.050
16. Evaluation of Fatigue Fracture Mechanism in a Flash Butt Welding Joint of a U75V Type Steel for Railroad Applications / Xiaohui Zhao, Yaniun Fan, Yu Liu [et al.] // Engineering Failure Analysis. — 2015. — Vol. 55. — P. 26-38. https://doi.org/10.1016/i.engfailanal.2015.05.001
Поступила в редакцию 08.08.2022 Поступила после рецензирования 29.08.2022 Принята к публикации 31.08.2022
Об авторах:
Людмирский Юрий Георгиевич, профессор кафедры «Машины и автоматизация сварочного производства» Донского государственного технического университета (344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1), доктор технических наук, профессор, 8соршЮ, ОЯСЮ, lvudmirskiv40@mail.ru
Леонов Валерий Петрович, заместитель генерального директора ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» им. И. В. Горынина Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей») (191015, РФ, г. Санкт-Петербург, ул. Шпалерная, 49), доктор технических наук, 8соршЮ, РЯСЮ, !еопоу vp@spbstu.ru
Ассауленко Семен Семенович, старший преподаватель кафедры «Машины и автоматизация сварочного производства» Донского государственного технического университета (344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1), 8соршГО, РЯСЮ, assaulenko s@mail.ru
Заявленный вклад соавторов:
<и К К
С. С. Ассауленко — формирование основной концепции, постановка целей и задач исследования, проведе- ^
ние расчетов, подготовка текста. Ю. Г. Людмирский — научное руководство, доработка текста, формулирова- м
ние выводов. В. П. Леонов — анализ результатов, корректировка выводов. Е
к я
Конфликт интересов <а
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
<и
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи. К
<и О
а н о о К
к
3
й
