В Пермском Политехе показали перспективность ультразвукового воздействия при наплавке изделий из алюминиевых сплавов
Аддитивные технологии используются в различных высокотехнологичных областях промышленности. Технология трехмерной наплавки — многообещающа для изготовления крупногабаритных заготовок изделий и позволяет достичь значительной экономической эффективности. Это особенно важно при производстве деталей из конструкционных материалов высокой стоимости, таких как алюминий-магниевые сплавы. Такие сплавы применяются для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей. Однако процесс трехмерной электродуговой наплавки проволочных материалов еще не изучен в полной мере, что отображается на качестве производимых изделий. Для алюминий-магниевых сплавов насущными проблемами при трехмерной наплавке является высокая пористость и дефекты геометрии. Для решения проблемы ученые Пермского Политеха предлагают метод ультразвукового воздействия.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Стин». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
В своей работе ученые провели исследование влияния вибрационного воздействия на геометрические размеры и макроструктуру получаемого материала в процессе наплавки проволокой из алюминий-магниевого сплава. Предварительно было выполнено цифровое моделирование образцов с воздействием ультразвуковых колебаний.
Аддитивное формирование образцов политехники производили с использованием двух технологий: СМТ-дуговая и плазменная наплавка проволочного материала. СМТ-дуговая наплавка – это процесс, который позволяет производить наплавку металла с меньшим нагревом подложки по сравнению с другими электродуговыми способами наплавки. При плазменной наплавке в качестве источника нагрева используется плазма, которая представляет собой вещество в сильно ионизированном состоянии.
Ученые провели эксперимент. Были созданы восемь одиночных валиков (металлические образцы) с различным расположением источника ультразвукового колебания. По каждой технологии, СМТ-наплавке и плазменной наплавке, создавалось четыре валика, сначала без воздействия ультразвуковых колебаний, потом с ультразвуковым колебанием горизонтально вдоль направления наплавки, далее горизонтально поперек направления наплавки и вертикально.
Ученые выяснили, что вибрационное воздействие действительно сказывается на геометрии наплавленных валиков. При СМТ-наплавке формируются более высокие валики меньшей ширины, а валики, полученные плазменной наплавкой, в 1,5 раза ниже, но ширина гораздо больше. «Результаты экспериментов показали хорошее совпадение на качественном уровне с результатами предварительного моделирования. Так же, как и в цифровой модели, наплавленные валики имеют наибольшую ширину при горизонтальных колебаниях поперек наплавления наплавки. При колебаниях подложки в вертикальной плоскости высота валика повышается вместе с уменьшением его ширины», — рассказывает научный сотрудник кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов» Максим Карташев.
Исследователи также проанализировали макроструктуру наплавленного материала. Анализ показал, что при всех вариантах наплавки СМТ, независимо от наличия и направления приложения ультразвукового воздействия, по краям наплавленных валиков наблюдается нерасплавленная оксидная пленка. А при всех вариантах плазменной наплавки оксидная пленка полностью расплавляется.
Оксидная пленка — это прозрачная плотная пленка на поверхности металла, она надежно его защищает от активного окисления. Однако наличие оксидной пленки на поверхности металла затрудняет процесс сварки, из-за чего в дальнейшем ее приходится удалять. Ученые выяснили, что вибрационное воздействие с торца поперек направления наплавки приводит к снижению количества пор в наплавленном металле. Ультразвуковое воздействие при плазменной наплавке приводит к сокращению общего числа пор, но способствует укрупнению отдельных из них.
Таким образом, исследование ученых показывает перспективность применения дополнительного ультразвукового колебания в процессе наплавки для улучшения геометрических размеров и снижения вероятности образования внутренних дефектов в алюминий-магниевых сплавах. Изученный метод способствует обеспечению технологического суверенитета России.
Telegram 
Дзен 
VK Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Переход к оседлой жизни и выращиванию кукурузы на юге Анд оказался историей затяжного кризиса. Международная группа ученых выяснила, как местные сообщества и группы мигрантов сообща пытались пережить последствия этой трансформации.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно