• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
07.07.2023
ПНИПУ
399

В Пермском Политехе показали перспективность ультразвукового воздействия при наплавке изделий из алюминиевых сплавов

4.4

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.

В Пермском Политехе доказали перспективность ультразвукового воздействия при наплавке изделий из алюминиевых сплавов
В Пермском Политехе доказали перспективность ультразвукового воздействия при наплавке изделий из алюминиевых сплавов / ©Getty images / Автор: Telestis Scaevinius

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.

©Пресс-служба Пермского Политеха

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.

©Пресс-служба Пермского Политеха

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. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
13 июня
Александр Березин

Исследователи из Университетского колледжа Лондона проанализировали влияние космических условий на почки. В результате они пришли к выводу, что на обратном пути астронавтам для выживания потребуется аппарат для диализа. Однако данные из этой же работы вызывают сомнения.

Позавчера, 17:59
Nadya

Ранняя диагностика помогает обнаружить онкологические заболевания на начальных стадиях. Поэтому своевременные и тщательные обследования крайне важны. Калифорнийские ученые разработали новый метод жидкостной биопсии, который фиксирует самые малые частицы раковых опухолей.

Позавчера, 09:00
ПНИПУ

Международный банный день отмечают 14 июня. Сергей Солодников, кандидат медицинских наук, научный консультант по вопросам фармакологии НОЦ ХимБИ ПНИПУ, рассказал, в чем польза бани для почек, кожи и кровеносной системы, при каких заболеваниях ее посещать запрещено, как правильно париться, что делать, если перегрелся, каких ароматических масел в парной стоит избегать и как алкоголь может привести к инфаркту и инсульту.

9 июня
Александр Березин

Восемьдесят лет назад союзники реализовали в Нормандии крупнейшую десантную операцию в истории. И это очень странно, ведь Гитлер и Роммель понимали, где высадятся англичане и американцы, и имели достаточно сил и средств, чтобы высадка не состоялась. Немцы влили в Атлантический вал 17 миллионов кубометров бетона, установили многие миллионы мин и самых разных заграждений. Почему, несмотря на все это, высадка в Нормандии удалась и при чем тут Восточный фронт?

11 июня
Александр Березин

Авторы серии одновременно вышедших научных работ описали влияние космического полета первого в истории частного экипажа — Inspiration4, отправленного в космос SpaceX — и пришли к выводу, что, несмотря на отсутствие длительной и систематической предполетной подготовки, организмы участников полета перенесли его нормально. Это имеет серьезные последствия для будущего космических полетов, в котором большинство всех экипажей со значительной вероятностью будут частными.

12 июня
Дарья Г.

У большинства современных галактик есть спиральные рукава. Именно в этих галактиках идет самое активное звездообразование, поэтому астрономам важно знать, когда во Вселенной появились такие относительно сложные структуры. Новое исследование показало, что значительная доля галактик уже были спиральными, когда Вселенной исполнилось около двух миллиардов лет.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: