Ultrasonic inspection technology of welded joints obtained by spot friction welding

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Friction stir welding has found wide application in the aircraft and rocket industries, primarily due to the possibility of obtaining welded joints with a strength close to that of the base material. One of the most promising methods of such welding is friction stir spot welding, which can serve as an alternative to electric contact spot welding and riveting of joints. To introduce friction stir spot welding into the production of critical products, it is necessary to consider issues related to non-destructive quality control of welded joints obtained by this welding method. The purpose of this work is to substantiate the applicability of the ultrasonic echo method for quality control of welded joints obtained by friction stir spot welding. The relevance of the work is confirmed by the fact that today there is no sufficiently complete information on the results of experimental studies aimed at analyzing the characteristics of welded joints obtained by friction stir spot welding. The authors of the article proposed to use the ultrasonic echo method of control. The control was carried out using an ultrasonic flaw detector with a separate-combined piezoelectric transducer on samples of welds made using friction stir spot welding. Flaws such as lack of penetration and root sticking were found in three samples as a result of ultrasonic testing, which was confirmed by metallographic studies. Samples in which no defects were found were subjected to mechanical tests, as a result of which it was found that the strength of the obtained welded joints is comparable to the strength of the base metal of the samples. Metallographic studies were carried out on samples after the absence of defects in welded joints was confirmed through mechanical tests. Thus, the relationship between the results of ultrasonic testing, metallographic studies, and mechanical tests is shown, which makes it possible to justify the applicability of the ultrasonic echo method for quality control of welded joints obtained by friction stir spot welding.

Авторлар туралы

A. Borovkov

St. Petersburg State University

Email: vicerector.ap@spbstu.ru
St. Petersburg, Russia

V. Prokhorovich

Scientific Institution �Engineering and Design Center for Maintenance of Space Technology Operation�

Email: ve-pro@yandex.ru
St. Petersburg, Russia

V. Bychenok

ITMO University

Email: bychenok-vladimr@mail.ru
St. Petersburg, Russia

I. Berkutov

ITMO University

Email: chigivara56712@mail.ru
St. Petersburg, Russia

I. Alifanova

St. Petersburg State University;ITMO University

Email: sherbairina@mail.ru
St. Petersburg, Russia;St. Petersburg, Russia

Әдебиет тізімі

  1. ГОСТ ISO 25239-1-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 1. Словарь.
  2. ГОСТ ISO 25239-2-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 2. Конструкция сварных соединений.
  3. ГОСТ ISO 25239-3-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 3. Аттестация сварщиков-операторов.
  4. ГОСТ ISO 25239-4-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 4. Технические требования и аттестация процедур сварки.
  5. ГОСТ ISO 25239-5-2020 Сварка трением с перемешиванием. Алюминий. Часть 5. Требования к качеству и контролю.
  6. Боровков А.И., Быченок В.А., Прохорович В.Е., Федоров А.В., Оксенюк А.С., Майоров А.Л., Беркутов И.В., Алифиренко Е.А. Роль сварки трением с перемешиванием в производстве изделий ракетно-космической промышленности // Сварка и Диагностика. 2022. № 3. С. 36-42.
  7. Сергеева Е.В. Сварка трением с перемешиванием в авиакосмической промышленности (обзор) // Автоматическая сварка. № 5. 2013. С.58-62.
  8. Варочко А.Г., Кузнецов С.В., Прохорович В.Е., Половцев В.А., Быченок В.А., Саратов Н.Н. История становления и перспективы развития технологии сварки трением с перемешиванием в АО "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева" // Технологии и машины сварочного производства и родственных процессов. 2021. № 4. С. 16-41.
  9. Albannai Abdulaziz I. Review The Common Defects In Friction Stir Welding // International Journal of Scientific and Technology Research. 2020. № 9. P. 318-329.
  10. Zhang H., Luo S., Xu W. Influence of Welding Speed on Zigzag Line Feature and Tensile Property of a Friction-Stir-Welded Al-Zn-Mg Aluminum Alloy // Journal of Mater. Eng. and Perform. 2019. No. 28. P. 1790-1800.
  11. Soni Neetesh, Chandrashekhar Sangam, Kumar A., Chary V.R. Defects Formation during Friction Stir Welding: A Review // International Journal of Engineering and Management Research. 2016. No. 10. P. 121-125.
  12. Kah Paul, Rajan Richard, Martikainen Jukka, Suoranta Raimo. Investigation of weld defects in friction-stir welding and fusion welding of aluminium alloys // International Journal of Mechanical and Materials Engineering. 2015. No. 12. P. 1-10.
  13. Половцев В.А., Макаров Н.В., Шилло Г.В., Сабанцев А.Н., Смирнова Т.Н., Штрикман М.М. Фрикционная сварка алюминиевых лейнеров металлокомпозитных баллонов высокого давления //Сварочное производство. 2007. № 12. С. 25-27.
  14. El-Sayed Mostafa M., Shash A.Y., Abd-Rabou M., ElSherbinyMahmoud G. Welding and processing of metallic materials by using friction stir technique: A review //Journal of Advanced Joining Processes. 2021. No. 3.
  15. Отраслевой стандарт. ОСТ 134-1051-2010 Сварка фрикционная. Технические требования к сварным соединениям. Центральное конструкторское бюро стандартизации Федерального государственного унитарного предприятия "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения", 26.11.2010.
  16. Al-Moussawi M., Smith A.J. Defects in Friction Stir Welding of Steel // Metallogr. Microstruct. Anal. 2018. No. 7. P. 194-202.
  17. Kumar Ratnesh, Chattopadhyaya Somnath, Hloch Sergej, Krolczyk Grzegorz, Legutko Stanislaw. Wear characteristics and defects analysis of friction stir welded joint of aluminium alloy 6061-T6. Eksploatacja i Niezawodnosc // Maintenance and Reliability. 2016. No. 18. P. 128-135.
  18. Khan Noor Zaman, Khan Zahid A., Siddiquee Arshad Noor, AL-Ahmar Abdulrahman M., Abidi Mustufa H. Analysis of defects in clean fabrication process of friction stir welding // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017. No. 27(7). P. 1507-1516.
  19. Елисеев А.А. Закономерности структурно-фазовых превращений в термоупрочняемых алюминиевых сплавах при сварке трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием / Дис.. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 2018.
  20. Sewell Neil, Wright Julian, Wright, Jonathan. Detection of Kissing Bonds in Friction Stir Welds /Conference: 11th International Symposium on Friction Stir Welding/Cambridge, UK. 2016.
  21. Santos Mário, Santos Jaime. Lamb Waves Technique Applied to the Characterization of Defects in Friction Stir Welding of Aluminum Plates: Comparison with X-Ray and Ultrasonic C-Scan // Journal of Testing and Evaluation. 2010. V. 38. No. 5. P. 1-7.
  22. Степанова К.А., Кинжагулов И.Ю., Яковлев Ю.О., Ковалевич А.С., Ашихин Д.С., Алифанова И.Е. Применение лазерно-ультразвукового и акустико-эмиссионного методов неразрушающего контроля на различных этапах дефектообразования при сварке трением с перемешиванием // Дефектоскопия. 2020. № 3. С. 3-13.
  23. Lévesque D., Dubourg L., Blouin A. Laser ultrasonics for defect detection and residual stress measurement of friction stir welds // Nondestructive Testing and Evaluation. 2011. No. 26 (3-4). P. 319-333.
  24. НДТ Контроль. Методика ультразвукового контроля сварных соединений, полученных сваркой трением с перемешиванием, с использованием технологии фазированной антенной решетки. [Интернет-ресурс]: https://ndt-control.ru/2018/05/06/metodika-ultrazvukovogo-kontrolya-svarnyx-soedinenij-poluchennyx-svarkoj-treniem-s-peremeshivaniem-s-ispolzovaniem-texnologii-fazirovannoj-antennoj-reshetki/Дата обращения 21.12.2021.
  25. Ручные приборы ультразвукового контроля точечной сварки. Интернет-ресурс: http://activetest.ru/spotweld_systems/ Дата обращения: 17.01.2023 г.
  26. Platform Tessonics. Интернет-ресурс: https://www.tessonics.com/products/f1/Дата обращения: 17.01.2023 г.
  27. Olympus. Точечная сварка. Интернет-ресурс: https://www.olympus-ims.com/ru/spot-weld-testing/. Дата обращения: 17.01.2022 г.
  28. ГОСТ 14797-85 Заклепки с полукруглой головкой (повышенной точности). Конструкция и размеры.
  29. ГОСТ 14803-85 Заклепки (повышенной точности). Общие технические условия.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2023