Вплив продуктів піролізи на формування з’єднання під час зварювання тиском через шар вуглеводневої речовини

О. В. Жартовський

Донбаська державна машинобудівна академія, вул. Академічна, 72, 84313 Краматорськ, Україна

Отримано: 18.01.2024; остаточний варіант - 11.03.2024. Завантажити: PDF

Робота стосується дослідження процесу формування з’єднання під час зварювання тиском імпульсним струмом через шар вуглеводневої речовини. На момент розробки цього способу зварювання не було необхідного обсягу наукових знань про фізико-хемічні процеси, що перебігають водночас. Міждисциплінарні експериментальні дослідження різних авторів дали змогу встановити наукові факти, необхідні для формування гіпотези про механізм утворення зварного з’єднання. Виявлено вуглецеві наноутворення та вивчено їхні властивості. Вивчено явища, що супроводжують проходження через них імпульсного електричного струму. Досліджено явища аномального масопереносу під дією ударного навантаження під час дифузійного зварювання різнорідних матеріялів. Експериментально доведено, що електровибухові й електромагнетні явища, а також ударні хвилі активізують дифузійні процеси під час дії на поверхневі шари металу. Гіпотеза припускає, що під час проходження імпульсного електричного струму постійної полярности відбувається електричний вибух контактувальних металевих мікровибухів. Відбувається утворення та подальші мікровибухи струмопровідних частинок вуглецю. Мікровибухи й ударні хвилі активують дифузійні процеси на поверхнях, що з’єднуються. Процес завершується після «Кулонового вибуху» та виділення продуктів піролізи з центральної частини стику зварюваних поверхонь. Експериментально доведено, що формування з’єднання відбувається за температур нижче температури топлення матеріялів, що зварюються. Час формування з’єднання за тієї ж температури значно коротший, аніж за дифузійного зварювання у вакуумі. Структура зварного з’єднання подібна до структури, одержаної за дифузійного зварювання у вакуумі. Розроблено методику та проведено експериментальні дослідження. Одержані результати підтверджують висунуту гіпотезу та відповідають раніше виконаним міждисциплінарним дослідженням фахівців.

Ключові слова: зварювання тиском, вуглеводневі речовини, електричний вибух, електричний струм, нанотрубки, дифузія.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i05/0467.html

PACS: 06.60.Vz, 81.05.Lg, 81.05.U-, 81.07.De, 81.20.Vj, 82.30.Lp, 88.20.mt


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. O. V. Jartovsky and O. V. Larichkin, Prog. Phys. Met., 22, No. 3: 440 (2021). Crossref
  2. N. F. Kazakov, Diffuzionnaya Svarka Materialov [Diffusion Welding of Material] (Moskva: Mashinostroenie: 1976) (in Russian).
  3. E. S. Karakozov, Svarka Metallov Davleniem [Metal Pressure Welding] (Moskva: Mashinostroenie: 1986) (in Russian).
  4. A. V. Lyushinskiy, Diffuzionnaya Svarka Raznorodnykh Materialov [Diffusion Welding of Dissimilar Materials] (Moscow: Izdat. Tsentr Akademiya: 2006) (in Russian).
  5. A. K. Bulkov, V. V. Peshkov, V. R. Petrenko, D. N. Balbekov, and A. I. Strygin, Svarochnoye Proizvodstvo, 3 :15 (2013) (in Russian).
  6. G. M. Zeer, E. G. Zelenkova, O. V. Belousov, Yu. P. Koroleva, E. N. Fedorova, and A. A. Mikheev, Zhurnal Tekhnicheskoy Fiziki, 85, No. 4:46 (2015) (in Russian).
  7. V. V. Peshkov, V. R. Petrenko, A. B. Bulkov, and D. N. Balbekov, Vestnik Voronezhskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta, 7, No. 10: 13 (2011) (in Russian).
  8. E. V. Valitova, A. Kh. Akhunova, V. A. Valitov, R. Ya. Lutfullin, S. V. Dmitriev, and M. Kh. Mukhametrakhimov, Pis’ma o Materialakh, 4, No. 3: 19 (2014) (in Russian). Crossref
  9. L. N. Larikov, V. F. Mazanko, and V. V. Nemoshkalenko, Fizika i Khimiya Obrabotki Materialov, 4: 20 (1981) (in Russian).
  10. V. P. Bevz, V. F. Mazanko, A. V. Filatov, and S. P. Vorona, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, Special Issue: 271 (2006) (in Russian).
  11. V. F. Mazanko, V. S. Mikhalenkov, E. A. Tsapko, E. I. Bogdanov, V. P. Bevz, and S. P. Vorona, Doklady NAN Ukrainy, 29, No. 4: 471 (2007) (in Ukrainian).
  12. V. F. Mazanko, D. V. Mironov, D. Gertsriken, A. A. Mironova, and V. P. Bevz, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 29, No. 2: 173 (2007) (in Russian).
  13. V. S. Mikhalenkov, A. V. Obil’nyy, E. A. Tsapko, V. P. Bevz, E. I. Bogdanov, and A. N. Yaremenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 29, No. 4: 471 (2007) (in Russian).
  14. V. F. Mazanko, D. V. Mironov, D. S. Gertsriken, and V. P. Bevz, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 29, No. 4: 483 (2007) (in Russian).
  15. V. F. Mazanko, V. P. Bevz, S. P. Vorona, K. Kharchenko, T. R. Ganeev, and Yu. V. Fal’chenko, Vestnik Chernigovskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta, 34: 125 (2008) (in Russian).
  16. V. Bevz, D. Gercryken, N. Zajceva, and V. Mazanko, Visnyk L’viv. Un-tu, 41: 216 (2008) (in Ukrainian).
  17. D. V. Mironov, V. F. Mazanko, G. I. Prokopenko, B. N. Mordyuk, D. S. Gertsriken, S. E. Bogdanov, E. N. Khranovskaya, and T. V. Mironova, Izvestiya Samarskogo Nauchnogo Tsentra Rossiyskoy Akademii Nauk, 14, No. 4: 74 (2012) (in Russian).
  18. V. D. Polovinko and E. S. Yurchenko, Ehlektronnaya Obrabotka Materialov: 93 (2008) (in Russian).
  19. S. P. Moskvitin and S. N. Barshutin, Vestnik TGTU, 22, No. 4: 694 (2016) (in Russian). Crossref
  20. A. A. Mkhitaryan, Khimicheskiy Zhurnal Armenii, 1: 42 (2006) (in Russian).
  21. M. L. Finkel’shtein, Diffuzionnaya Svarka v Zhidkikh Sredakh [Diffusion Welding in Liquids] (Moskva: Metallurgiya: 1978) (in Russian).
  22. S. P. Kocharmin, A. P. Semenov, and N. V. Guzev, Sposob Svarki Davleniem i Mashina dlya Ego Osushchestvleniya [Pressure Welding Method and Machine for Its Implementation], Avtorskoe Svidetel’stvo SSSR 4975280, kl. V23K 11/02 (1979) (in Russian).
  23. V. V. Vladimirov, Usp. Fiz. Nauk, 117, No. 1: 79 (1975) (in Russian). Crossref
  24. Yu. S. Buranova, Trudy MFTI, 3, No. 3: 30 (2011) (in Russian).
  25. N. B. Demkin, Kontaktirovanie Sherokhovatykh Poverkhnostey [Contacting Rough Surfaces] (Moskva: Nauka: 1970) (in Russian).
  26. A. E. Borisevich and S. L. Cherkas, Zhurnal Tekhnicheskoy Fiziki, 82, No. 10: 58 (2012) (in Russian).
  27. A. N. Dolgov, N. A. Klyachin, and D. E. Prokhorovich, Prikl. Fiz., 3: 10 (2019) (in Russian).