Анализ характеристик процессов линейной и инерционной сварки трением никелевых сплавов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В настоящей статье рассмотрены процессы инерционной и линейной сварки трением жаропрочных никелевых сплавов ВЖ-175, ЭП-742 и ЭП-741. В статье дано описание разработанных программ для анализа характеристик для линейной и инерционной сварки трением. Также описаны разработанные конечно-разностные модели температурного поля, главными особенностями которых является движение границы трения, имитирующее процесс осадки. Проведен анализ кинематических, силовых, энергетических и температурных характеристик циклов линейной и ротационной сварки трением. Сравнение циклов линейной и ротационной сварки по 14 характеристикам показало, что наиболее информативными с точки зрения трансфера данных являются скорость и величина осадки, температура в стыке, удельная тепловая мощность, работа по осадке единицы объема, а также коэффициент трения.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Ю. Медведев

Уфимский университет науки и технологий

Email: fozbourne@yandex.ru
Russian Federation, Уфа

В. Р. Галимов

Уфимский университет науки и технологий

Email: fozbourne@yandex.ru
Russian Federation, Уфа

А. Н. Паутов

Уфимский университет науки и технологий

Email: fozbourne@yandex.ru
Russian Federation, Уфа

А. А. Миниахметов

Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей

Email: fozbourne@yandex.ru
Russian Federation, Москва

Т. Т. Фозилов

Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей; Московский авиационный институт

Author for correspondence.
Email: fozbourne@yandex.ru
Russian Federation, Москва; Москва

References

  1. Joseph C., Thuvander M., Persson C., Hörnqvist Colliander М. Precipitation of γ’ during cooling of nickel-base superalloy Haynes 282 // Philosophical Magazine Letters. 2021. V. 101 (1). Р. 30. https://doi.org/10.1080/09500839.2020.1841314
  2. McAndrew A.R., Colegrove P. A., Flipo B. C.D., Bühr C. 3D modelling of Ti-6Al-4V linear friction welds // Science and Technology of Welding and Joining. 2017. V. 22 (6). Р. 496. https://doi.org/10.1080/13621718.2016.1263439
  3. Волков А. М., Саморуков М. Л., Овсепян С. В., Бакрадзе М. М. Особенности ротационной сварки трением гранулированного жаропрочного никелевого сплава ВЖ178П // Сварочное производство. 2020. № 10. С. 40. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2017-0-12-1-1
  4. Саморуков М. Л., Свиридов А. В., Рассохина Л. И., Битюцкая О. Н. Ротационная сварка трением литых и деформируемых полуфабрикатов жаропрочного никелевого сплава ВЖ159 // Труды ВИАМ. 2020. № 1 (85). С. 15. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2020-0-1-15-23
  5. Li W., Vairis A., Preuss M., Ma T. Linear and rotary friction welding review // Materials and Manufacturing Processes. 2016. V. 61 (2). Р. 71. https://doi.org/10.1080/09506608.2015.1109214
  6. McAndrew A.R., Colegrove P. A., Bühr C. et al. A literature review of Ti-6Al-4V linear friction welding // Progress in Materials Science. 2018. V. 92. P. 225. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.10.003
  7. Tung D. J., Mahaffey D. W., Senkov O. N. et al. Transient behaviour of torque and process efficiency during inertia friction welding // Science and Technology of Welding and Joining. 2019. V. 24 (2). Р. 136. https://doi.org/10.1080/13621718.2018.1491377
  8. Medvedev A. U., Galimov V. R., Gatiyatullin I. M., Murugova O. V. Finite Difference Model of Temperature Fields in Linear Friction Welding // J. Solid State Phenomena. 2020. V. 303. Р. 175. https://doi.org/https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.303.175
  9. Medvedev A. U., Galimov V. R., Gatiyatullin I. M. The study of the welding relief shape influence on the linear friction welding process // IOP Conf. Series: Mater. Sci. and Engin. 2021. V. 1155. Р. 1. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1155/1/012040
  10. McAndrew A.R., Colegrove P. A., Addison A. C. et al. Energy and force analysis of Ti-6Al-4V linear friction welds for computational modeling input and validation data // Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science. 2014. V. 45 (13). Р. 6118. https://doi.org/10.1007/s11661-014-2575-8
  11. Bühr C., Colegrove P. A., McAndrew A.R. A computationally efficient thermal modelling approach of the linear friction welding process // J. of Materials Processing Technology. 2018. V. 252. Р. 849. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.09.013
  12. Li W., Ma T., Li J. Numerical simulation of linear friction welding of titanium alloy: Effects of processing parameters // Materials and Design. 2010. V. 31. P. 1497.
  13. Schröder F., Ward R. M., Walpole A. R. et al. Linear friction welding of Ti6Al4V: experiments and modeling // Mater. Sci. and Technol. 2015. V. 31. P. 372. https://doi.org/10.1179/1743284714Y.0000000575
  14. Wang G. L., Li J. L., Xiong J. T. et al. Study on the friction interface evolution during rotary friction welding of tube // J. of Adhesion Science and Technology. 2019. V. 33 (10). Р. 1033. https://doi.org/10.1080/01694243.2019.1575603
  15. Maalekian M. Friction welding — critical assessment of literature // Science and Technology of Welding and Joining. 2017. V. 12 (8). Р. 738. https://doi.org/10.1179/174329307X249333

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Shape of welded blanks for IST (a) and LST (b).

Download (95KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Principle scheme of the IST (a) and LST (b) process: 1 - velocity of friction-generating motion; 2 - axial pressure; 3 - sludge.

Download (90KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Schematic of the symmetric one-dimensional problem (a) and explicit finite-difference calculation scheme (b).

Download (46KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. IST cyclograms of specimens welded by mode 1 (a), 2 (b) and 3 (c): 1 - temperature in the joint, K; 2 - input power W X0,1; 3 - draft, mm X100; 4 - friction coefficient, X1000.

Download (155KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. LST cyclograms of samples from VZh175 (a), EP742 (b) and EP741 (c) alloys: 1 - temperature in the joint, K; 2 - input power W X0.25; 3 - gauge, mm X100; 4 - friction coefficient, X1000.

Download (170KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences