Застосування віброоброблення в зварюванні та споріднених процесах

Abstract

У роботі розглянуто шляхи застосування віброоброблення в процесах зварювання та наплавлення деталей. Обґрунтовано, що введення механічних або ультразвукових коливань у виріб, електрод, зварювальну ванну чи технологічне оснащення дає змогу впливати на процеси кристалізації, формування структури металу, розподіл зміцнювальних фаз і рівень залишкових напружень. Проаналізовано результати досліджень щодо використання вібрації при зварюванні, індукційному, дуговому, лазерному та плазмовому наплавленні. Показано, що вібраційний вплив сприяє подрібненню структурних складових, підвищенню твердості та зносостійкості наплавленого шару, зменшенню глибини проплавлення, стабілізації геометрії валика і зниженню залишкових напружень. Особливу увагу приділено індукційному наплавленню порошкоподібним твердим сплавом ПГ-С1, де застосування вертикальної та горизонтальної вібрації забезпечує зменшення розмірів карбідних складових, рівномірніший розподіл хрому, підвищення твердості та зростання зносостійкості наплавленого металу. Встановлено, що ефективність віброоброблення залежить від частоти, амплітуди, напрямку коливань і моменту їх введення в технологічний процес.

The paper considers the ways of applying vibration treatment in welding and surfacing processes of machine parts. It is substantiated that the introduction of mechanical or ultrasonic vibrations into a workpiece, electrode, weld pool or technological equipment makes it possible to influence crystallization processes, metal structure formation, distribution of strengthening phases and the level of residual stresses. The results of studies on the use of vibration in welding, induction surfacing, arc surfacing, laser cladding and plasma cladding are analyzed. It is shown that vibration action contributes to the refinement of structural constituents, an increase in hardness and wear resistance of the deposited layer, a reduction in penetration depth, stabilization of bead geometry and a decrease in residual stresses. Particular attention is paid to induction surfacing with PG-S1 powdered hard alloy, where the use of vertical and horizontal vibration ensures a reduction in the size of carbide constituents, a more uniform chromium distribution, increased hardness and improved wear resistance of the deposited metal. It has been established that the effectiveness of vibration treatment depends on the frequency, amplitude, direction of oscillations and the moment of their introduction into the technological process.