Балашов Сергей Александрович, аспирант кафедры колесных машин и прикладной механики
ул. Баженова, д. 2, г. Калуга 248000
Sergey A. Balashov, Post-Graduate Student of the Department of Wheeled Machines and Applied Mechanics
2 Bazhenov str., Kaluga 248000
Зезюля Валерий Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры колесных машин и прикладной механики
ул. Баженова, д. 2, г. Калуга 248000
Valery V. Zezyulya, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor of the Department of Wheeled Vehicles and Applied Mechanics
2 Bazhenov str., Kaluga 248000
Булычев Всеволод Валериевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой колесных машини прикладной механики
ул. Баженова, д. 2, г. Калуга 248000
Vsevolod V. Bulychev, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Head of the Department of Wheeled Vehicles and Applied Mechanics
2 Bazhenov str., Kaluga 248000
Агеева Екатерина Владимировна, доктор технических наук, доцент, доцент кафедры технологии материалов и транспорта
ул. 50 лет Октября, 94, г. Курск 305040
Ekaterina V. Ageeva, Dr. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Materials Technology and Transport
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Цель исследования. Разработать, провести апробацию методики и выполнить экспериментальное исследование вибрационной прочности сварных соединений алюминиевого сплава Д16, выполненных контактной точечной сваркой.
Методы. Образцы для испытаний изготавливались из листовых заготовок алюминиевого сплава Д16 толщиной 1 мм посредством контактной точечной сварки. Особенностью предложенной схемы испытаний является реализация симметричного цикла нагружения. В процессе испытаний фиксировалось количество циклов до разрушения в зависимости от размаха колебаний. Для исключения винтового изгиба после вырезки проводился отжиг и термомеханическая правка. После снятия заусенцев и притупления острых кромок проводилась подготовка поверхности заготовок под сварку – химическое травление. Сварка образцов проводилась на машине для точечной сварки TECNA 8214N. Ток сварки составлял 30 кА, продолжительность сварки 0,1 с, усилие на электродах 180 даН. Статическую прочность сварного соединения на срез исследовали на разрывной машине УТС 110М-5 1-У. Усилие разрушения составило 3,66 кН. Особенностью предложенной схемы испытаний является реализация симметричного цикла нагружения. В процессе испытаний фиксировалось количество циклов до разрушения в зависимости от размаха колебаний.
Результаты. В результате статистической обработки результатов исследования получена математическая зависимость линейного вида между логарифмами количеств циклов до разрушения и величиной размаха колебаний. В зависимости от размаха колебаний выявлены характерные зоны разрушения. Для обеспечения возможности сопоставления результатов вибрационной прочности, полученных при различных условиях закрепления образцов, предложено в качестве ординаты использовать размах виброперемещения на единицу длины образца.
Заключение. Предложена и апробирована методика исследования вибрационной прочности соединений, полученных контактной точечной сваркой, в условиях реализации симметричного цикла нагружения. Для исследованных образцов равноправность сварного соединения основному металлу достигается при значении логарифма отношения размаха виброперемещения на единицу длины образца равного 0,01.
Purpose of research is to develop and test a technique and perform an experimental study of the vibration strength of D16 aluminum alloy joints welded applying resistance spot welding.
Methods. Test coupons were made from 1 mm thick D16 aluminum alloy sheet blanks applying resistance spot welding. A feature of the proposed test is the implementation of a symmetrical loading cycle. During the tests, the number of cycles to failure depending on the range of vibrations was recorded. Annealing and thermomechanical straightening were carried out to exclude helical bending after cutout. After deburring and root facing, the surface of the coupons was prepared for welding using chemical etching. The coupons were welded using a TECNA 8214N spot welding machine. The welding current was 30 kA, the welding duration was 0.1 s, the electrodes force was 180 daN. The static shear strength of the welded joint was studied using a UTS 110M-5 1-U tensile testing machine. The breaking force was 3.66 kN. The peculiarity of the proposed test is the implementation of a symmetrical loading cycle. During the tests, the number of cycles to failure depending on the range of vibrations was recorded.
Results. As a result of the statistical analysis of the study results, a linear mathematical relationship between the logarithms of the number of cycles to failure and the amplitude of vibrations was obtained. Depending on the range of vibrations, characteristic zones of destruction were revealed. To provide the possibility of comparing the results of vibration obtained under different conditions of fixing the samples, it is proposed to use the range of vibration displacement per unit length of the work[iece as the ordinate.
Conclusion. A technique or studying the vibrational strength of joints welded by resistance spot welding under conditions of a symmetrical loading cycle is proposed and tested. For the studied coupons, the equality of the welded joint to the base metal is achieved at the value of the logarithm of the ratio of the range of vibration displacement per unit length of the coupons equal to 0.01.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.