Стабілізація конфігурації кромок тонкостінних деталей при їх наплавленні або зварюванні по торцю

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.1.2026.359795

Ключові слова:

тонкостінні деталі, наплавлення по кромці, залишкові напруження, термічні деформації, прогин, роликові притискачі, формувальна канавка, примусове охолодження, тіла обертання, дискові ножі

Анотація

В роботі розглянуто проблему забезпечення геометричної стабільності та підвищення ресурсу тонкостінних деталей при наплавленні або зварюванні по кромці. Показано, що для таких елементів характерне поєднання інтенсивних термічних деформацій, високих залишкових напружень і швидкого зносу, що суттєво обмежує застосування традиційних технологій наплавлення. Проаналізовано умови експлуатації тонкостінних деталей, основні механізми їх зносу, а також існуючі конструктивні та технологічні рішення, спрямовані на зменшення деформацій. Виконано розрахунок потенційного прогину тонкостінної деталі зі сталі 9ХФ товщиною 4 мм при наплавленні за режимів MIG/MAG, який показав, що за відсутності фіксації величина залишкового вигину може досягати 23…25 мм, що є технологічно неприйнятним. Запропоновано конструкцію пристрою для наплавлення тонкостінних деталей, яка поєднує формувальну канавку, систему контактних роликових притискачів і мідну примусово охолоджувану основу. Обґрунтовано, що таке поєднання дозволяє змінити граничні умови закріплення, зменшити ексцентриситет дії усадочних сил, стабілізувати температурний режим і суттєво знизити деформації. Сформульовано гіпотези щодо адаптації запропонованого пристрою для наплавлення тонкостінних тіл обертання, зокрема дискових ножів, із урахуванням вимог до балансування та проблеми заварювання кратера

Посилання

  1. Experimental comparison of abrasive and erosive wear characteristics of four wear-resistant steels / Jafari A., Dehghani K., Bahaaddini K., Abbasi Hataie R. Wear. 2018. Vol. 416–417. Pp. 14–26. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2018.09.010.
  2. Wahlström J., Olander L., Olofsson U. Size, shape, and elemental composition of airborne wear particles from disc brake materials. Tribology Letters. 2010. Vol. 38, no. 1. Pp. 15–24. DOI: https://doi.org/10.1007/s11249-009-9564-X.
  3. Mosleh M., Blau P. J., Dumitrescu D. Characteristics and morphology of wear particles from laboratory testing of disk brake materials. Wear. 2004. Vol. 256, no. 11-12. Pp. 1128–1134. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2003.07.007.
  4. Wear mechanism evolution on brake discs for reduced wear and particulate emissions / R. Cai et al. Wear. 2020. Vol. 452-453. Article 203283. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2020.203283.
  5. Blau P. J., Meyer H. M. Characteristics of wear particles produced during friction tests of conventional and unconventional disc brake materials. Wear. 2003. Vol. 255, no. 7-12. Pp. 1261–1269. DOI: https://doi.org/10.1016/s0043-1648(03)00111-x.
  6. MIG Welding Techniques and Tips. Available: https://www.mig-welding.co.uk/finishing/secondary-grinding.jpg. Accessed on: December 15, 2025.
  7. Heat propagation of circular thin-walled parts fabricated in additive manufacturing using gas metal arc welding / Xiong J., Li R., Lei Y., Chen H. Jour-nal of Materials Processing Technology. 2018. Vol. 251. Pp. 12–19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2017.08.007.
  8. An improved fused deposition modeling process for forming large-size thin-walled parts / J. Du et al. Journal of Materials Processing Technology. 2016. Vol. 234. Pp. 332–341. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.04.005.
  9. Effect of temperature on milling stability of thin-walled parts / Y. Liu et al. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2022. Pp. 17. DOI: https://doi.org/10.1177/09544054221101752.
  10. Feng M., Wang Y. C., Davies J. M. Thermal performance of cold-formed thin-walled steel panel systems in fire. Fire Safety Journal. 2003. Vol. 38, no. 4. Pp. 365–394. DOI: https://doi.org/10.1016/s0379-7112(02)00090-5.
  11. Xiong J., Lei Y., Li R. Finite element analysis and experimental validation of thermal behavior for thin-walled parts in GMAW-based additive manu-facturing with various substrate preheating temperatures. Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 126. Pp. 43-52. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.168.
  12. Пристрій для наплавлення тонкостінних деталей : пат. 93288 Україна : B23K13/00. № a200905554; заявл. 01.06.2009; опубл. 25.01.2011, Бюл. № 23/2010.
  13. Пристрій для наплавлення плоских тонкостінних деталей : пат. 55346 Україна : B23K13/00. № 3882277; заявл. 15.04.1985; опубл. 17.03.2003, Бюл. № 3/2003.
  14. Пристрій для наплавлення тонких фасонних дисків : пат. 152210 Україна : B23K13/00, B23K101/00. № u202200783; заявл. 21.02.2022; опубл. 05.01.2023. Бюл. № 1/2023 C.В. Пулка.
  15. Пристрій для наплавлення тонких фасонних дисків : пат. 59994 Україна : B23K13/00. № u201013152; заявл. 05.11.2010; опубл. 10.06.2011. Бюл. № 11/2011
  16. Прохоренко В., Прохоренко О. Напруження та деформації у зварних з'єднаннях і конструкціях : навч. посіб. Київ : НТТУ «КПІ», 2009. 267 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-03-26

Як цитувати

Перемітько , В., Коломоєць , І., Носов , Д., Чумак , М., & Давидюк , А. (2026). Стабілізація конфігурації кромок тонкостінних деталей при їх наплавленні або зварюванні по торцю. Вісник Приазовського Державного Технічного Університету. Серія: Технічні науки, 1(53), 137–144. https://doi.org/10.31498/2225-6733.53.1.2026.359795

Номер

Том 1 № 53 (2026): Вісник ПДТУ. Серія: Технічні науки

Розділ

131 Прикладна механіка

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).

Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.

Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.