Сяоле Г. .. Дослідження технології та властивостей з'єднань точкового зварювання тертям сплавів на основі міді.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню властивостей з’єднань, отриманих методом зварювання тертям з перемішуванням із заповненням (ТЗТЗП) у мідних листах товщиною 1 мм, з метою усунення наявного наукового пробілу в галузі зварювання міді цим методом та надання теоретичної і технічної підтримки для досягнення високої якості з’єднань у тонких мідних листах. Метою дисертаційної роботи – є визначення впливу параметрів процесу ТЗТЗП-П (глибина занурення інструмента, швидкість обертання, час витримки) на мікроструктуру та механічні властивості з’єднань у тонких мідних листах, а також визначення механізмів їх деформування та руйнування. Завдання дослідження: 1. Створити модель математичного моделювання ТЗТЗП для тонких мідних листів, яка дозволить отримати критичну інформацію, таку як потік матеріалу, розподіл напружень і деформацій, які важко визначити експериментально; 2. Проаналізувати вплив параметрів процесу на макроморфологію з’єднань та детально дослідити мікроструктурні особливості, забезпечуючи теоретичну основу для аналізу механічної поведінки; 3. Провести аналіз впливу ТЗТЗП на механічні властивості, електропровідність, рівень залишкових напружень; 4. Розробити динамометр, придатний для роботи в умовах високих температур і тисків, для вимірювання зварювальних зусиль і крутного моменту під час процесу ТЗТЗП тонких мідних листів 5. Проаналізувати типи та причини руйнування зварних з’єднань, виявити механізми руйнування та побудувати математичну модель, що пов’язує параметри процесу з навантаженням на зріз під час розтягування (СЗР). Оптимізацію параметрів процесу виконати з метою максимізації СЗР, що дозволить визначити оптимальну комбінацію параметрів. Об’єкт дослідження: процес зварювання тертям з перемішуванням ТЗТЗП для мідних листів товщиною 1 мм. Предмет дослідження: еволюція мікроструктури, механічні властивості та поведінка при руйнуванні з’єднань, виготовлених за різних параметрів зварювального процесу. За результатами дослідження отримано наступні наукові результати: Вперше: 1. У роботі проведено систематичне дослідження ТЗТЗП у мідних листах товщиною 1 мм, що дозволяє усунути науковий пробіл у зварюванні міді цим методом. Дослідження суттєво розширює можливості застосування ТЗТЗП для матеріалів з високою теплопровідністю та електропровідністю і закладає осно-ву для його використання; 2. На основі математичного моделювання в роботі розкрито температурні цикли, розподіли напружень і деформацій, а також швидкість течії матеріалу під час процесу ТЗТЗП. Встановлено особливості перерозподілу матеріалу та ме-ханізми пластичної течії, що поглиблює розуміння формування з’єднань у тонких мідних листах; 3. Дослідження пояснює форми руйнування, місця зародження тріщин, шляхи їх поширення та причини руйнування під час навантаження на розтяг з’єднань ТЗТЗП, що забезпечує теоретичну основу для вибору оптимальних параметрів процесу зварювання тонких мідних листів. Практичне значення отриманих результатів: 1. Проведення системних досліджень методу ТЗТЗП - дослідження зварювання тонких мідних листів методом ТЗТЗП дозволяє усунути нестачу даних про вплив параметрів процесу на формування мікроструктури та властивостей з’єднань, що створює передумови для інженерного застосування цього методу; 2. Розширення можливостей промислового використання ТЗТЗП – отримані результати сприяють впровадженню методу для зварювання матеріалів з високою теплопровідністю та електропровідністю, зокрема міді, у таких галузях, як електротехнічна, авіаційна та енергетична промисловість; 3. Використання математичного моделювання для оптимізації процесу – створена та верифікована модель дозволяє прогнозувати температурні поля, напружено-деформований стан та особливості течії матеріалу, що зменшує кількість необхідних експериментів і скорочує витрати на розробку оптимальних режимів зварювання; 4. Поглиблене розуміння механізмів формування з’єднань – встанов-лені закономірності міграції матеріалу та пластичної течії дають змогу цілесп-рямовано керувати процесом утворення зварного шва та запобігати появі дефектів; 5. Практичні рекомендації для підвищення міцності з’єднань – дослі-дження механізмів руйнування, місць зародження тріщин та їх поширення під навантаженням на розтяг забезпечує вибір оптимальних параметрів процесу, що підвищує здатність і надійність зварних швів; 6. Можливість створення інженерних рішень – результати досліджен-ня можуть бути використані для розробки технологічних карт, удосконалення обладнання для ТЗТЗП та впровадження ефективних режимів зварювання у промислове виробництво виробів з тонких мідних листів.