Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки

Выполнена электродинамическая обработка (ЭДО) сварных соединений из алюминиевого сплава АМг6 в судовых корпусах. При ЭДО натурных образцов сварных соединений получен эффект снижения начального напряженного состояния на 50…60 %. Разработаны технологические рекомендации по ЭДО судовых сварных корпус...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
Hauptverfasser:	Лобанов, Л.М., Пащин, Н.А., Логинов, В.П., Покляцкий, А.Г., Бабуцкий, А.И.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2010
Schriftenreihe:	Автоматическая сварка
Schlagworte:	Производственный раздел
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102823
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки / Л.М. Лобанов, Н.А. Пащин, В.П. Логинов, А.Г. Покляцкий, А.И. Бабуцкий // Автоматическая сварка. — 2010. — № 9 (689). — С. 39-41. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-102823
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1028232016-06-13T03:05:44Z Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки Лобанов, Л.М. Пащин, Н.А. Логинов, В.П. Покляцкий, А.Г. Бабуцкий, А.И. Производственный раздел Выполнена электродинамическая обработка (ЭДО) сварных соединений из алюминиевого сплава АМг6 в судовых корпусах. При ЭДО натурных образцов сварных соединений получен эффект снижения начального напряженного состояния на 50…60 %. Разработаны технологические рекомендации по ЭДО судовых сварных корпусов. Мониторинг сварных соединений корпусов после ЭДО показал высокую эффективность процесса. An electrodynamic treatment (EDT) of welded joints from aluminum alloy AMg6 in ship hulls was carried out. An effect of 50...60 % reduction of initial stressed state was obtained at EDT of full-size samples of welded joints. Technological recommendations for EDT of ship welded hulls were developed. A high process efficiency was shown by monitoring of welded joints of hulls after EDT. 2010 Article Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки / Л.М. Лобанов, Н.А. Пащин, В.П. Логинов, А.Г. Покляцкий, А.И. Бабуцкий // Автоматическая сварка. — 2010. — № 9 (689). — С. 39-41. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102823 621.791.03-59:681.31 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Лобанов, Л.М. Пащин, Н.А. Логинов, В.П. Покляцкий, А.Г. Бабуцкий, А.И. Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки Автоматическая сварка
description	Выполнена электродинамическая обработка (ЭДО) сварных соединений из алюминиевого сплава АМг6 в судовых корпусах. При ЭДО натурных образцов сварных соединений получен эффект снижения начального напряженного состояния на 50…60 %. Разработаны технологические рекомендации по ЭДО судовых сварных корпусов. Мониторинг сварных соединений корпусов после ЭДО показал высокую эффективность процесса.
format	Article
author	Лобанов, Л.М. Пащин, Н.А. Логинов, В.П. Покляцкий, А.Г. Бабуцкий, А.И.
author_facet	Лобанов, Л.М. Пащин, Н.А. Логинов, В.П. Покляцкий, А.Г. Бабуцкий, А.И.
author_sort	Лобанов, Л.М.
title	Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки
title_short	Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки
title_full	Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки
title_fullStr	Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки
title_full_unstemmed	Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки
title_sort	ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава амг6 с применением электродинамической обработки
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102823
citation_txt	Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки / Л.М. Лобанов, Н.А. Пащин, В.П. Логинов, А.Г. Покляцкий, А.И. Бабуцкий // Автоматическая сварка. — 2010. — № 9 (689). — С. 39-41. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT lobanovlm remontsudokorpusnyhkonstrukcijizalûminievogosplavaamg6sprimeneniemélektrodinamičeskojobrabotki AT paŝinna remontsudokorpusnyhkonstrukcijizalûminievogosplavaamg6sprimeneniemélektrodinamičeskojobrabotki AT loginovvp remontsudokorpusnyhkonstrukcijizalûminievogosplavaamg6sprimeneniemélektrodinamičeskojobrabotki AT poklâckijag remontsudokorpusnyhkonstrukcijizalûminievogosplavaamg6sprimeneniemélektrodinamičeskojobrabotki AT babuckijai remontsudokorpusnyhkonstrukcijizalûminievogosplavaamg6sprimeneniemélektrodinamičeskojobrabotki
first_indexed	2025-07-07T12:52:48Z
last_indexed	2025-07-07T12:52:48Z
_version_	1836992712000143360
fulltext	УДК 621.791.03-59:681.31 РЕМОНТ СУДОКОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА АМг6 С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ Академик НАН Украины Л. М. ЛОБАНОВ, Н. А. ПАЩИН, канд. техн. наук, В. П. ЛОГИНОВ, инж., А. Г. ПОКЛЯЦКИЙ, канд. техн. наук (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины), А. И. БАБУЦКИЙ, канд. техн. наук (Ин-т проблем прочности им. Г. С. Писаренко НАН Украины) Выполнена электродинамическая обработка (ЭДО) сварных соединений из алюминиевого сплава АМг6 в судовых корпусах. При ЭДО натурных образцов сварных соединений получен эффект снижения начального напряженного состояния на 50…60 %. Разработаны технологические рекомендации по ЭДО судовых сварных корпусов. Мониторинг сварных соединений корпусов после ЭДО показал высокую эффективность процесса. К л ю ч е в ы е с л о в а : алюминиевые сплавы, судокорпусные сварные конструкции, стыковые соединения, остаточные нап- ряжения, импульс электрического тока, электродинамическая обработка, технологические рекомендации, эксплуатационный ресурс, ударные нагрузки, вибрационные нагрузки В настоящее время в малотоннажном судоходстве широко эксплуатируются сварные корпусные кон- струкции из алюминиевых сплавов. Это связано с тем, что алюминиевые корпуса по сравнению со стальными и стеклопластиковыми имеют мень- шую массу при равном водоизмещении, что сни- жает эксплуатационные расходы, в частности, на топливо. Специальные условия работы скоростных су- дов такие, как высокий уровень вибрационных и ударных нагрузок, приводят к повреждениям сварных соединений корпусов, которые устраня- ют с помощью ремонтной сварки. При этом в ряде случаев значения остаточных напряжений (ОН) в конструктивных элементах корпуса после ремонта превышают допустимый уровень, что приводит к разрушению сварных соединений и делает дальнейшую эксплуатацию судна невоз- можной. В связи с этим необходимо проведение исследований прогрессивных и технологичных способов регулирования ОН в корпусах алюми- ниевых судов, к которым относится обработка конструкции импульсами электрического тока различной длительности и конфигурации. Одним из способов токового воздействия является элек- тродинамическая обработка (ЭДО), основанная на инициировании в изделии токовых разрядов, вы- зывающих в нем формирование локальных полей пластических деформаций, что стимулирует ре- лаксационные процессы в обрабатываемом метал- ле, которые в свою очередь приводят к снижению общего уровня ОН в конструкции [1–4]. Целью настоящей работы являлось изучение технологических возможностей ЭДО для регули- рования ОН при ремонтной сварке трейлерных катеров (ТК) из алюминиевого сплава АМг6. На современном этапе развития маломерного судостроения в Украине ТК приобретают все бо- льшую популярность, благодаря мобильности пе- редвижения по суше на специальной трейлерной тележке. Сварные ТК (рис. 1), корпуса которых были объектом настоящего исследования, имели габа- ритные размеры по длине, ширине и высоте со- ответственно 7,70, 2,63 и 1,20 м. Необходимость минимизации массовых характеристик корпусов, связанная с их транспортировкой по суше, при- вела к уменьшению толщины применяемых лис- товых заготовок с 5,0…6,0 до 2,5…3,0 мм, что позволило снизить массу корпуса на 30 %. Умень- шение толщины поясов обшивки компенсируется усилением жесткости продольно-поперечного на- бора, а заданная геометрия корпуса в районе па- лубы 1, днища 4 и носовой оконечности киля 2 обеспечивается жестким профилем трубного се- чения. Поперечная жесткость в носовой и кор- мовой оконечностях задается вертикальной 3 и наклонными 6 сварными стойками, а сопряжение стрингерного набора днища и бортов с кормой осуществляется посредством плоских связей — книц 5. Насыщение корпуса продольными и по- перечными связями обеспечило минимальное от- клонение его от заданной геометрии. Так, про- дольный прогиб не превышал 5 мм, а поперечный — 3 мм, что способствовало достижению удов- летворительных гидродинамических характерис- тик судна. В то же время высокая жесткость кор- пуса в сочетании с малыми толщинами набора и обшивки делают его менее стойкими к ударным © Л. М. Лобанов, Н. А. Пащин, В. П. Логинов, А. Г. Покляцкий, А. И. Бабуцкий, 2010 9/2010 39 и вибрационным нагрузкам по сравнению с су- дами традиционной постройки. При эксплуатации партии ТК в некоторых из них появились повреждения сварных соединений, несовместимые с дальнейшей эксплуатацией су- дов. Расположение характерных повреждений корпусов показано на рис. 2. В носовой части трещины фиксировали в швах усиления носовой лебедки 1, соединениях носовой стойки 2, 3 и в местах ее крепления на киле 4. В кормовой око- нечности разрушения имели место в креплениях стоек к корме 5 и в сварных швах стоек 6, 7, а также усилении под двигателем 8, 9. Работоспособность конструкций восстанавли- вали с помощью технологии ремонта, разрабо- танной для изготовления крупногабаритного кор- пуса океанской гоночной яхты из алюминиевого сплава АМг5М [5]. После определения дефекта проводили его маркировку разметочным инстру- ментом с последующей механической разделкой дисковой фрезой на всю толщину соединения. Принимали V-образную форму разделки трещины с углом, не превышающим более 30°. При этом длина ремонтного шва превышала длину разде- ланного участка на 30 мм с каждой стороны для гарантированного переплавления микротрещин. Стыковые соединения 2–4, 6, 7 (рис. 2) при ре- монте кольцевых швов носовых и кормовых стоек с толщиной стенки до 3 мм выполняли за один проход ручной сваркой неплавящимся электродом в аргоне с использованием присадочного прутка диаметром 2 мм марки СвАМг6. Сварочный ток составлял 120 А, а расход аргона — 7 л/мин. Пря- молинейные участки швов внахлест толщиной (3 + 6) мм при ремонте усиления лебедки 1 и кор- мовых стоек 5 выполняли сваркой на токе 200 А с присадочной проволокой диаметром 3 мм. На аналогичном режиме осуществляли ремонт тав- ровых соединений стрингеров кормового подк- репления 9 толщиной (3 + 6) мм (рис. 3). Разру- шения в углах усиления кормы 8, сваренного из листов различной толщины (3 + 6) мм, устраняли путем механической V-образной разделки на глу- бину 3 мм от лицевой поверхности швов с пос- ледующей подваркой на токе, не превышающем 150 А. После завершения ремонтных мероприятий в ряде случаев наблюдали разрушение отремонти- рованных швов при минимальном пробеге судов. Повторная ремонтная сварка приводила к перег- реву металла, что понижало его механические свойства. На основе анализа эксплуатационных повреждений сделано предположение, что их воз- можной причиной является высокий уровень ОН в восстановленных соединениях. Это связано с тем, что корпуса изготавливали методом поузло- вой сборки, обеспечивающим свободную усадку швов при сварке и, как следствие, минимальный уровень ОН в соединениях. Ремонтные меропри- ятия проводили в готовых корпусах в условиях «жесткого закрепления» поврежденных элемен- тов, что исключало свободную реализацию уса- дочных укорочений, и, как следствие, повышало уровень ОН. Сочетание ударных и вибрационных нагрузок с высоким уровнем ОН в восстановлен- ных элементах корпуса приводит к повреждае- мости судна при минимальном пробеге. В связи с отсутствием условий для реализации свободной усадки при ремонте сварных соеди- нений ТК для регулирования уровня ОН исполь- зовали ЭДО. Для оценки влияния ремонтных швов и их последующей обработки на уровень ОН в поврежденных узлах ТК изготовили натурные об- разцы конструктивных элементов корпуса. Ис- пользовали образцы продольного стыкового со- единения усиления кормы переменной толщины (3 + 6) мм размером 400 400 (рис. 1, шов № 1), а в качестве образца стойки (рис. 1, шов № 2) — трубу длиной 300 мм, диаметром 100 мм с тол- щиной стенки 3 мм с центральным кольцевым швом. Режимы ручной сварки образцов соответ- ствовали принятым при изготовлении корпусов. Измерения начальных значений продольных ОН вдоль центральной оси шва проводили механи- ческим деформометром с базой 30 мм. На образ- цах воспроизвели технологические операции раз- делки и заварки повреждений на штатном режиме, принятом при ремонте кормы судна. Затем осу- ществляли ЭДО образцов серией токовых импуль- сов. Обработку выполняли ручным инструментом Рис. 1. Схема сварной конструкции корпуса ТК из сплава АМг6: 1 — усиление палубы; 2 — носовая оконечность киля; 3 — носовая стойка; 4 — усиление днища; 5 — кница; 6 — кормовая стойка; № 1 — шов усиления кормы; № 2 — шов стойки; № 3 — шов крепления стойки на форштевне Рис. 2. Расположение характерных повреждений ТК: 1 — усиление носовой лебедки; 2–4 — разрушения носовой стой- ки; 5–7 — места разрушения кормовой стойки; 8, 9 — усиле- ние кормы под двигателем 40 9/2010 (РИ), представляющим собой цилиндрический электрод из меди марки М1, который находится в изолированном корпусе [2]. Энергия импульса тока при ЭДО передается при касании РИ в за- данной области обрабатываемой поверхности. После ремонтной сварки и обработки произ- водили текущие измерения ОН в швах, результаты которых представлены на рис. 3. На основе дан- ных рисунка, можно сделать следующий вывод: если начальный уровень ОН в швах не превышал 120 МПа, то после ремонта кольцевых и продоль- ных швов он повысился соответственно на 35 и 60 % и достиг 155…175 МПа, что может нега- тивно сказаться на служебных характеристиках материала. После выполнения ЭДО значения ОН снизились более чем на 65 % и не превысили 50…60 МПа, что подтверждает эффективность этого вида обработки. На основании результатов проведенных экс- периментов по ЭДО образцов продольных и коль- цевых стыков разработаны следующие техноло- гические рекомендации по импульсной обработке проблемных сварных элементов корпусов мало- мерных судов из сплава АМг6: перед ЭДО свар- ных швов в отсеке судна следует очистить об- рабатываемую зону от посторонних предметов, инструмента, кабельных и шланговых магистра- лей; обеспечить доступ РИ к зоне обработки на расстоянии не менее 20 мм от линии сплавления сварного шва; не допускать установки РИ в за- данной точке обрабатываемой поверхности более чем на один разряд тока; выполнять ЭДО в нижнем и горизонтальном положении РИ в направлении от середины к краям шва; ЭДО круговых и кольцевых швов осуществлять в направлении вразбежку. На основе разработанных рекомендаций осу- ществили обработку конструктивных элементов сварных корпусов ТК из сплава АМг6 в коли- честве семи единиц. Выполняли ЭДО сварных со- единений носовых и кормовых отсеков, а также отдельных участков силового набора после ре- монтной сварки (рис. 4). В период навигации 2009 г. проводили мони- торинг сварных соединений судовых корпусов, на которых выполнили ЭДО после ремонтной свар- ки. Результаты осмотра показали, что за этот пе- риод ТК прошли без повреждений от 300 до 1320 км пробега, при этом следов повреждений в виде микротрещин в зоне обработки не обна- ружено. Таким образом, можно заключить, что ЭДО является эффективным способом продления экс- плуатационного ресурса тонкостенных корпусных конструкций из алюминиевых сплавов после ре- монтной сварки. 1. Исследование влияния импульсной обработки на повы- шение ресурса металлических конструкций / Л. М. Лоба- нов, Н. А. Пащин, В. П. Логинов и др. // Автомат. сварка. — 2005. — № 11. — С. 28–32. 2. Влияние электродинамической обработки на напряжен- но-деформированное состояние сварных соединений алюминиевого сплава АМг6 / Л. М. Лобанов, Н. А. Па- щин, В. П. Логинов и др. // Там же. — 2007. — № 6. — С. 11–13. 3. Влияние электродинамической обработки на напряжен- ное состояние сварных соединений стали Ст3 / Л. М. Ло- банов, Н. А. Пащин, В. П. Логинов и др. // Там же. — 2007. — № 7. — С. 10–12. 4. Особенности формирования пластических деформаций при электродинамической обработке сварных соедине- ний стали Ст3 / Л. М. Лобанов, В. И. Махненко, Н. А. Пащин и др. // Там же. — 2007. — № 10. — С. 10–16. 5. Обеспечение точности изготовления сварного корпуса океанской гоночной яхты / Л. М. Лобанов, В. И. Павлов- ский, А. Н. Грищенко, Н. А. Пащин // Там же. — 1993. — № 3. — С. 40–43. An electrodynamic treatment (EDT) of welded joints from aluminum alloy AMg6 in ship hulls was carried out. An effect of 50...60 % reduction of initial stressed state was obtained at EDT of full-size samples of welded joints. Technological recommendations for EDT of ship welded hulls were developed. A high process efficiency was shown by monitoring of welded joints of hulls after EDT. Поступила в редакцию 06.04.2010 Рис. 3. Продольные ОН в образцах продольных (белые стол- бики) и кольцевых (черные) швов: 1 — начальные ОН; 2 — после ремонтной сварки; 3 — после ЭДО Рис. 4. ЭДО сварных соединений усиления кормы корпуса ТК 9/2010 41

Ремонт судокорпусных конструкций из алюминиевого сплава АМг6 с применением электродинамической обработки

Institution

Ähnliche Einträge