Т и м о ф е е в
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ
ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ
НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ
НЕОДНОРОДНЫХ СТРУКТУР
Выполнено моделирование образования дефектов при диффузионной сварке. <...> Методами математического моделирования показано,
что дефекты в области сварки и их ориентация существенно влияют на циклическую долговечность соединения. <...> Оценено влияние микроструктурной неоднородности материала на циклическую долговечность соединения, траекторию и скорость распространения
трещины. <...> Диффузионная сварка — технологический процесс соединения как
одинаковых, так и разнородных материалов без расплавления, причем
получаемое соединение может обладать характеристиками до 95. <...> Однако даже
тщательно проведенная сварка не лишена дефектов. <...> В зоне соединения из-за неправильного выбора или нанесения stop-off — вещества,
препятствующего сварке отдельных областей заготовок, и образования хрупкого оксидного слоя могут образовываться непровары, сколы и микротрещины. <...> Моделирование их формирования и влияния на
характеристики соединения затруднительно, так как зависит от конкретных условий сварки. <...> Поэтому рассмотрим наиболее распространенные дефекты — микропоры, образование которых связано с шероховатостью соединяемых поверхностей. <...> 1, а, б) в зоне соединения, не содержащие оксидов и
stop-off. <...> В первой модели принимаются во внимание лишь микропоры, и полагается, что их закрытие связано только с
ползучестью и диффузией [1]:
da
da
da
=
+
, <...> Вариант соединения путем диффузионной сварки:
а — отдельно расположенные поры; б — сгруппированные поры
d
a(t)
dt
creep
2γ
3
b
= − K1 a 2σ0 ln
+
− Pint + Pext . <...> (3)
Здесь a(t) — средний радиус пор [см]; Dν — коэффициент диффузии [см/с]; T — температура [K]; k — постоянная Больцмана [Дж/K];
Pext и Pint — внешнее и внутреннее давления на стенки поры, соответственно [Па]; γ — поверхностная энергия материала стенки поры [Дж/cм2 ]; Ω — объем вакансии [см3 ]; d — коэффициент диффузии [см2 /с]; K1 , σ0 — константы материала [1/Па∙с, МПа <...>