Исследования перспективных сварочных технологий, материалов и оборудования на основе натурных климатических испытаний в условиях естественного холода

Исследованы особенности напряженного состояния, физико-механических и структурных свойств сварных соединений конструкционных сталей, выполненных в условиях низких климатических температур. Сварные пробы получены ручной дуговой сваркой с применением отечественных электродов УОНИ-13/Мороз, ХОБЭКС-К-54, LB-52TRU. Исследования проводились в рамках натурных климатических испытаний в условиях естественного холода сварочного оборудования и материалов. Показано, что при сварке в холодных условиях уровень растягивающих остаточных сварочных напряжений в среднем на 40–50 % выше, чем при сварке при комнатной температуре. Выявлены особенности структуры и механических свойств при сварке в условиях отрицательных температур. Разработаны методы климатических испытаний сварочных материалов и оборудования в условиях низких климатических температур.

1. Ларионов В.П. Электродуговая сварка конструкций в северном исполнении. – Новосибирск: Наука, 1986. – 256 с.

2. Эксплуатация магистральных газопроводов в условиях Севера / А. В. Лыглаев, А. И. Левин, И. А. Корнев и др. // Газовая промышленность. – 2001. – № 8. – С. 37–39.

3. Копельман Л. А. Сопротивляемость сварных узлов хрупкому разрушению. – Л.: Машиностроение, 1978. – 232 с.

4. Повышение прочности сварных металлоконструкций горнодобывающей и транспортной техники в условиях Севера / О. И. Слепцов и др. – Новосибирск: Наука, 2012. – 183 с.

5. Bozic Z., Schmauder S., Wolf H. The effect of residual stresses on fatigue crack propagation in welded stiffened panels // Engineering Failure Analysis. – 2018. – V. 84. – P. 346–357.

6. Ahmed F. , Ali L., Iqbal J., Hasan F. Failure of pipe joints during hydrostatic testing // Engineering Failure Analysis. – 2008. – V. 15. – P. 766–773.

7. Гончаров Н. Г. , Не стеров Г. В., Юшин А. А. Технология сварки кольцевых стыков магистральных трубопроводов из труб класса прочности К56 при низких температурах окружающей среды // Безопасность труда в промышленности. – 2018. – № 8. – С. 42–47. DOI: 10.24000/0409-2961-20188-42-47

8. Ларионов В. П., Апро симов В. С., Егоров Ю. И. Влияние роста дефекта на прочность трубопроводов, эксплуатируемых в условиях низких климатических температур // Прочность материалов и конструкций при низких температурах. – Киев, 1990. – С. 127–130.

9. Josepha A., Sanjai K. Raib, Jayakumara T., Murugan N. Evaluation of residual stresses in dissimilar weld joints // International Journal of Pressure Vessels and Piping. – 2005. – N 82. – P. 700–705.

10. Сидоров М. М., Голиков Н. И., Тихонов Р. П. Определение напряженно-деформированного состояния магистральных газопроводов, проложенных в зоне вечной мерзлоты // Контроль. Диагностика. – 2020. – Т. 23, № 12 (270). – С. 58–63. DOI: 10.14489/td.2020.12.pp.058–063

11. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. – М.: МИСИС, 1994. – 328 с.

12. Голиков Н. И., Сидоров М. М., Сараев Ю. Н. Климатические испытания сварочного оборудования при отрицательных температурах // Сварочное производство. – 2018. – № 12. – С. 35–41.

13. Golikov N. I., Sidorov M. M., Saraev Y. N. Climatic tests of welding materials at negative temperatures // Welding International. – 2020. – Т. 34. – № 10–12. – С. 425–429. DOI: 10.1080/09507116.2021.1962067

14. Матохин Г. В., Воробьев А. Ю., Игуменов А. А. Оценка влияния остаточных сварочных напряжений на предел выносливости различных зон сварных соединений ферритно-перлитных сталей // Сварка и диагностика. – 2015. – № 1. – С. 32–34.

15. Hensel J., Nitschke-Pagel T. , Rebelo-Kornmeier J., Dilgera K. Experimental Investigation of Fatigue Crack Propagation in Residual Stress Fields // Procedia Engineering. – 2015. – V. 133. – P. 244–254

16. Ужик Г. В. Прочность и пластичность металлов при низких температурах. – М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1957. – 192 с.

17. Moshayedi H., Sattari-Far I. The effect of welding residual stresses on brittle fracture in an internal surface cracked pipe // International Journal of Pressure Vessels and Piping. – 2015. – V. 126–127. – P. 29–36.

18. Ларионов В. П., Павлов А. Р. , Аммо сов А. П. Особенности теплового баланса ванны при сварке в условиях низких климатических температур // Сварка и проблемы вязкохрупкого перехода: К 60-летию со дня рождения академика В. П. Ларионова / Сибирское отделение РАН, Институт физико-технических проблем Севера. – Новосибирск: СО РАН, 1998. – С. 351–355.

19. Сараев Ю. Н., Голиков Н. И., Сидоров М. М. Распределение остаточных напряжений при сварке в условиях низких климатических температур // Вестник Брянского государственного технического университета. – 2019. – № 11 (84). – С. 4–12.

20. Сливинский А. А., Жданов Л. А., Коротенко В. В. Теплофизические особенности импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах (обзор) // Автоматическая сварка. – 2015. № 6–7. – С. 32–38.

21. Лебедев В. А., Козырько О. А. Способы и устройства для управления кристаллизацией наплавленного металла при дуговой сварке (обзор и анализ) // Заготовительные производства в машиностроении. – 2015. – № 9. – С. 8–16.