Регистрация / Вход
Прислать материал

Совершенствование технологии сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием для формирования неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов транспортного и авиакосмического назначения

Докладчик: Колубаев Евгений Александрович

Должность: заведующий лабораторией, старший научный сотрудник, кандидат физ.-мат. наук

Цель проекта:
1. Проект направлен на создание научно-технического и технологического задела для решения проблем связанных с созданием неразъемных соединений из перспективных высокопрочных алюминиевых сплавов, не поддающихся традиционным методам сварки, но имеющих высокие удельные прочностные характеристики, что чрезвычайно важно для разработки перспективных образцов ракетно-космической, авиационной и транспортной техники. 2. Улучшение ультразвуковым воздействием эксплуатационных характеристик неразъемных соединений алюминиевых сплавов, получаемых путем сварки трением с перемешиванием, для создания легких и надежных конструкций авиакосмического и транспортного назначения

Основные планируемые результаты проекта:
1 В ходе выполнения проекта будут получены следующие результаты:
1.1 результаты теоретических исследований факторов улучшения эксплуатационных характеристик неразъемных соединений алюминиевых сплавов, получаемых путем сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием;
1.2 результаты многоуровневого компьютерного моделирования сеточными методами физических факторов, влияющих на эксплуатационные характеристики неразъемных соединений алюминиевых сплавов, получаемых путем сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием;
1.3 карты эскизов технологии сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием, обеспечивающей формирование неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов транспортного и авиакосмического назначения с улучшенными эксплуатационными характеристиками;
1.4 экспериментальный стенд для исследования и отработки параметров и режимов технологии сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием, обеспечивающей формирование неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов транспортного и авиакосмического назначения с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
1.5 результаты экспериментальных исследований параметров и режимов технологии сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием, обеспечивающей формирование неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов транспортного и авиакосмического назначения с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
1.6 технологическая инструкция получения СТП-УЗ сварных соединений в лабораторных условиях.
1.7 технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера-организации реального сектора экономики.
2 Результаты проекта вносят существенный вклад в решение концептуальных задач приоритетного направления «Транспортные и космические системы».
3 В проекте предложен новый, не имеющий аналогов подход. Предложено использовать направленное ультразвуковое воздействие в зоне сварного соединения в процессе сварки трением с перемешиванием (СТП) для снижения остаточных напряжений в металле вблизи зоны сварного соединения, что позволит улучшить характеристики прочности и долговечности СТП-соединений и конструкционную прочность изделий с СТП-соединениями. Для подбора параметров ультразвукового воздействия при сварке трением с перемешиванием будут использованы методы многоуровневого компьютерного моделирования.
4 Результаты соответствуют мировому уровню, но превосходят уровень отечественных образцов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1 Потенциальными потребителями результата могут быть предприятия ракетно-космического комплекса, авиационной и транспортной промышленности, судостроительные компании.
2 Планируется внедрить результаты выполнения проекта при производстве неразъемных соединений в ответственных конструкциях в транспортной и ракетно-космической отрасли.
3 Результаты проекта вносят существенный вклад в создание научно-технического задела для разработки оборудования сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием, предназначенного для создания неразъемных соединений с улучшенными эксплуатационными характеристиками

Текущие результаты проекта:
За отчетный период выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы по проблеме использования ультразвукового воздействия для улучшения эксплуатационных свойств неразъемных соединений алюминиевых сплавов транспортного и авиа-космического назначения.
Проведен выбор и обоснование направления исследований, в том числе сравнительная оценка эффективности направлений совершенствования технологии сварки трением с перемешиванием посредством ультразвукового воздействия при формировании неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов.
Проведен анализ динамики процесса сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием в двухмерной постановке для областей моделирования различного масштаба.
Проведено компьютерное моделирование влияния структуры материала на распределение деформаций и напряжений в области сварного соединения и околошовной зоне.
Разработана методика подбора параметров технологических режимов сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием, обеспечивающих формирование неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов с улучшенными эксплуатационными характеристиками
Выполнены работы по подбору параметров технологических режимов сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием, обеспечивающих формирование неразъемных соединений алюминиевого сплава Д16 с улучшенными эксплуатационными характеристиками
Разработана программа и методики исследования механических характеристик образцов неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов.
Проведены исследования механических характеристик лабораторных образцов неразъемных соединений алюминиевого сплава Д16.
Проведены патентные исследования
Разработана программа и методики исследования структурных характеристик образцов неразъемных соединений дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов
Разработаны карты эскизов технологии сварки с трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием для изготовления лабораторных образцов неразъемных соединений алюминиевых сплавов Д16, В95, В1469.
Изготовлены лабораторные образцы неразъемных соединений алюминиевого сплава Д16
Разработан и изготовлен сварочный инструмент для изготовления лабораторных образцов неразъемных соединений алюминиевого сплава Д16
Проведены исследования структурных характеристик лабораторных образцов неразъемных соединений алюминиевого сплава Д16