Эффективность упрочнения высокочастотной механической проковкой стыковых сварных соединений с длительной наработкой

Abstract

Исследована циклическая долговечность стыковых сварных соединений низколегированной стали 09Г2С, упрочненных технологией высокочастотной механической проковки (ВМП) на различных стадиях усталостного разрушения: в исходном после сварки состоянии, при накоплении 70 % усталостных повреждений, при образовании поверхностных трещин усталости. Цель данных исследований — установление эффективности применения обработки ВМП стыковых сварных соединений с длительной наработкой в условиях переменного нагружения. Показано, что упрочнение технологией ВМП стыковых сварных соединений сразу после сварки повышает предел ограниченной выносливости (база 2 млн циклов) на 50 % — со 180 до 270 МПа, а циклическую долговечность — в 5…10 раз. Экспериментально подтверждено, что эффективность упрочнения сварных соединений с 70 % накопленными усталостными повреждениями зависит от уровней прикладываемых максимальных напряжений до упрочнения. Так, остаточная циклическая долговечность образцов, испытанных в диапазоне максимальных напряжений 240…260 МПа, находится в пределах разброса экспериментальных данных для сварных соединений в неупрочненном состоянии, а испытанных в диапазоне максимальных напряжений 280…300 МПа — в пределах разброса экспериментальных данных для сварных соединений, упрочненных технологией ВМП сразу после сварки. Установлено, что применение технологии ВМП повышает остаточную циклическую долговечность сварных соединений с поверхностными трещинами усталости (глубиной до 2 мм) в 2,5 раза по сравнению с долговечностью до образования трещины.