Registration Number
0825U002353, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
02-07-2025
popup.evolution
o
Title
Laser cladding of structural elements on thin-walled parts made from high-alloy corrosion-resistant steels
Author
Mykola V. Sokolovskyi,
popup.head Artemii V. Bernatskyi
popup.opponent Ganna A. Kononenko
popup.opponent Leonid F. Golovko
popup.review Anatoliy V. Zavdoveev
popup.review Oleksii M. Burlachenko
popup.rada
E.O. Paton Electric Welding Institute (PWI)
Description
У багатьох галузях промисловості використовуються тонкостінні корпусні деталі, у конструкції яких наявні функціональні елементи, які за своїми характеристиками (геометрією; хімічним складом; механічними характеристиками тощо) значно відрізняються від вказаної деталі та призначені для виконання різного комплексу певних відповідальних завдань (наприклад, бобишки; армуючі пояси; напливи; функціональні площадки і т. інш.). Такі функціональні елементи використовуються у різних деталях ракетобудівної, хімічної, харчової, медичної, оборонної та інших галузей промисловості. В даний момент ці елементи наносяться за допомогою технологій SMT, STT, аргоно-дугового наплавлення, мікроплазмового наплавлення тощо. Однак, використання цих технологій має значну частку браку через високий шанс появи таких дефектів, як наскрізного проплавлення, (пропалу) тонкостінної деталі, термічних деформацій тощо. Через це вивчення процесів, що відбуваються у зоні обробки, а саме у тонкостінній основі та наплавленому порошку, під час лазерного наплавлення на тонкостінну основу з високолегованої корозійностійкої сталі, для розробки технології виготовлення цих конструктивних елементів потребує вдосконалення технологічних підходів та є одним з актуальних завдань сучасних проблем прикладного матеріалознавства та технологій обробки матеріалів.
Актуальність даної роботи пояснюється необхідністю вивчення процесів, що відбуваються у зоні обробки, а саме у тонкостінній основі та наплавленому порошку, під час лазерного наплавлення на тонкостінну основу з високолегованої корозійностійкої сталі, для розробки такого технологічного процесу, при якому шанс утворення таких дефектів, як прогин та проплав тонкостінної основи, було б мінімізовано. При цьому необхідно зазначити, що у багатьох галузях промисловості використовуються тонкостінні деталі, у конструкції яких наявні функціональні елементи, які за своїми характеристиками значно відрізняються від вказаної деталі та призначені для виконання різного комплексу певних відповідальних завдань. Виконання цього завдання щодо нанесення цих конструктивних елементів на наперед побудовану тонкостінну основу, потребує вдосконалення наявних технологій на основі матеріалознавчих підходів, а також розробки нових технічних рішень, наприклад використання концентрованих потоків енергії – лазерного випромінювання та є одним з актуальних завдань сучасних проблем прикладного матеріалознавства та обробки матеріалів.
Мета роботи: встановлення закономірностей впливу параметрів процесу лазерного наплавлення металу на структуроутворення, геометрію та рівень експлуатаційних характеристик одержаних об’ємних елементів, а також відпрацювання комплексу технологічних заходів для контрольованого формоутворення об’ємних елементів на тонкостінних корпусних та функціональних деталях відповідальних конструкцій.
Об’єкт досліджень - високолеговані корозійностійкі жароміцні сталі під час лазерного наплавлення порошку на тонкостінну деталь.
Предмет досліджень – закономірності впливу режимів лазерного наплавлення на структуроутворення, геометрію та рівень експлуатаційних характеристик одержаних об’ємних елементів з високолегованих корозійностійких жароміцних сталей у вигляді порошку зі сталі AISI 316L та тонкостінної основи у вигляді сталі AISI 321 товщиною 1,2 мм.
Практичне значення отриманих результатів.
Розроблено та створено головку для наплавлення, особливістю якої є те, що її конструкція може забезпечувати більш якісний захист оптики та рівномірне охолодження ЗТВ завдяки багатоканальній схемі подачі захисного газу, а також вузол подачі (дозатор) порошку, особливістю якого є можливість тонкого регулювання швидкості подачі матеріалу, що наплавлюється.
Розроблено та відпрацьовано технологічні рекомендації, щодо використання комплексу технологічних прийомів лазерного наплавлення, для формоутворення об’ємних елементів на тонкостінних корпусних та функціональних деталях відповідальних конструкцій з високолегованих корозійностійких сталей хімічної, харчової, ракетно-космічної, авіаційної, приладобудівної та інших галузей промисловості.
Розроблені технологічні рекомендації пройшли дослідно-промислову апробацію при відпрацюванні технології лазерного наплавлення площадок для штуцерів та бандажних поясів різного розміру, нової перспективної конструкції соплового блоку рідинного ракетного двигуна за проєктом КБ «Південне ім. М.К. Янгеля» (м. Дніпро).
Registration Date
2025-06-16
popup.nrat_date
2025-06-16 / 2026-07-01
