Search academic texts

Information × Registration Number 0825U003875, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 17-11-2025 popup.evolution o Title Influence of technological parameters of refill friction stir spot welding on the mechanical properties of aluminum-based material joints. Author Di Jiang, popup.head Valeriia V. Subbotina popup.head Ihor Kolupaiev popup.opponent Ivan M. Rybalko popup.opponent Oksana P. Haponova popup.review Olexandr S. Terletskiy popup.review Olena M. Rebrova Description Дисертаційна робота присвячена вивченню поведінки деформації матеріалу і механізму пластичної течії в процесі зварювання, а також впливу параметрів процесу на мікроструктуру і механічні властивості зварних з'єднань. Мета дисертаційної роботи – встановити закономірності впливу технологічних параметрів (швидкості обертання, швидкості зварювання, діаметра інструменту) на якість зварних з'єднань алюмінієвих сплавів при точковому зварюванні тертям з перемішуванням із заповненням для оптимізації процесу та забезпечення високих механічних властивостей. Об’єкт дослідження: процес утворення зварних з’єднань алюмінієвого сплаву 6061-Т6, отриманих методом точкового зварювання тертям з перемішуванням із заповненням Предмет дослідження: закономірності впливу технологічних параметрів (діаметра перемішувального інструменту, швидкості обертання та швидкості зварювання) на мікроструктуру, механічні властивості та механізми формування з’єднань алюмінієвого сплаву 6061-Т6. За результатами дослідження отримано наступні наукові результати: Вперше: 1. Системно досліджено з удосконаленням п'ять типів перемішуючих інструментів діаметром 6-10 мм та встановлено оптимальні технологічні параметри для бездефектного зварювання алюмінієвого сплаву 6061-Т6 товщиною 3 мм. 2. Встановлено закономірності формування характерного "U"-подібного профілю поперечного перерізу зварного шва з розмірами, що дещо перевищують розміри інструменту, та виявлено три основні зони: зону впливу стрижня, зону впливу гільзи та зону термомеханічного впливу. 3. Визначено критичну роль "зони зчеплення при фрикційному заклепуванні з перемішуванням" у забезпеченні експлуатаційних характеристик зварного шва та встановлено кореляцію між розміром зерна та положенням зони. 4. Встановлено пряму залежність між діаметром інструменту та рівнем сили розтягуючого зсуву: 9,27; 13,74; 14,79; 16,83 та 18,16 кН для діаметрів 6-10 мм відповідно, що підтверджує діаметр інструменту як ключовий фактор міцності з'єднання. 5. Розроблено математичну модель на базі Deform V11.0, що описує процес точкового зварювання тертям з перемішуванням та дозволяє прогнозувати температурні поля, напруження та характер течії металу в зоні зварювання. 6. Встановлено два механізми формування з'єднань залежно від діаметра інструменту: "тертя зсуву - обертання на місці" для малих діаметрів та "двосторонній зсув - центральний осьовий потік" для великих діаметрів. Завдання дослідження: Розробити та виготовити перемішуючі інструменти різних діаметрів для точкового зварювання тертям з перемішуванням товстих алюмінієвих плит. 1. Встановити вплив технологічних параметрів на формування мікроструктури та зонального розподілу в зварних з'єднаннях. 2. Дослідити механічні властивості з'єднань та визначити оптимальні режими зварювання. 3. Розробити математичну модель процесу точкового зварювання тертям з перемішуванням для прогнозування якості з'єднань. 4. Встановити механізми формування з'єднань при різних діаметрах інструменту. Практичне значення отриманих результатів: 1. Встановлено критерії вибору діаметра інструменту залежно від вимог до міцності з'єднання: менші діаметри призводять до руйнування по межі розділу, більші – до часткового руйнування зони перемішування. 2. Створено методологію прогнозування механічних властивостей з'єднань на основі математичного моделювання процесу. 3. Результати впроваджені в навчальний процес НТУ "ХПІ" та можуть бути використані в автомобільній, залізничній та аерокосмічній промисловості. 4. Розробити та виготовити перемішуючі інструменти різних діаметрів для точкового зварювання тертям з перемішуванням товстих алюмінієвих плит. 5. Розроблено технологічні рекомендації щодо вибору оптимальних параметрів точкового зварювання тертям з перемішуванням для промислового застосування при з'єднанні товстих алюмінієвих плит. Registration Date 2025-10-07 popup.nrat_date 2025-10-07 Close