Welding in Vibration Conditions – Critical Approach

• Autorzy: Sędek P.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2017.3/1

Warianty tytułu

PL

Spawanie w warunkach wibracji - spojrzenie krytyczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Vibratory stabilisation has been used in production practice for a relatively long time now. The use of vibratory stabilisation provides technical and economic advantages where high dimensional stability of welded structures is required. For many years, research magazines have been reporting of attempted welding in vibration conditions. The article provides the overview of reference publications concerned with this issue as well as presents related tests performed by the author. The publications cited in the article inform about the effect of vibration on the distribution of welding stresses, strength-related properties and on the manner of weld formation. However, varying views presented in the abovenamed publications do not unequivocally confirm the efficiency of welding on vibration conditions. The foregoing inspired the author to carry out research including welding tests involving ferritic steel S355 and performed in various conditions of vibration having specified frequency. The tests involved the determination of the distribution of welding stresses as well as included metallographic examinations, toughness tests and hardness measurements. The research revealed the lack of the effect of vibration on the distribution of welding stresses, hardness and toughness of welds. No changes in the microstructure of welds were observed either. The conclusions formulated on the basis of the research did not recommend, generally, the welding of ferritic steels in vibration conditions.

PL

Stabilizacja wibracyjna od dawna znalazła swe miejsce w praktyce produkcyjnej. Tam, gdzie wymaga się wysokiej stabilności wymiarowej konstrukcji spawanych stosowanie tego procesu daje korzystne wyniki techniczne i ekonomiczne. Od lat w czasopismach naukowo-technicznych pojawiają się informacje o próbach stosowania procesu spawania w warunkach wibracji. W artykule przedstawiono przegląd literatury na ten lemat oraz opisano przeprowadzone badania autora. W cytowanych publikacjach stwierdza się wpływ drgań na rozkład naprężeń spawalniczych, na własności wytrzymałościowe oraz na sposób tworzenia się spoiny. Zróżnicowane jednak poglądy przedstawione w cytowanych publikacjach nie potwierdzają jednoznacznie skuteczności spawania w warunkach wibracji. Skłoniło to autora do przeprowadzenia badań, w zakresie których wykonano próby spawania stali ferrytycznej w gatunku S355 w różnych warunkach wibracji z określonymi częstotliwościami. Wyznaczono rozkłady naprężeń spawalniczych, przeprowadzono badania metalograficzne, udarności i pomiary twardości. Stwierdzono brak wpływu wibracji na rozkład naprężeń spawalniczych, twardość i udarność spoin. Nie zauważono również zmian w mikrostrukturze spoin. Sformułowano wnioski, z których wynika, że generalnie nie rekomenduje się procesu spawania sta¬li ferryty c znych w warunkach wibracji.

Słowa kluczowe

EN

vibratory stabilization; welding in vibration conditions

PL

stabilizacja wibracyjna; spawanie w warunkach wibracji

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 61, No. 3
• Strony: 7--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Sędek P.

• Instytut Spawalnictwa, Testing of Materials Weldability and Welded Constructions Department

Bibliografia

• [1] Sędek P., Węglowski M. St.: Application of mechanical vibration in the machine building technology. Key Engineering Materials, Vol. 504-506 (2012), pp. 1383-1388 http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.504-506.1383
• [2] Sędek P.: Können mechanische Schwingungen das Spannungsarmglühen geschweisster Maschinenelemente ersetzen? Schweissen und Schneiden, 1983, no. 10
• [3] Sędek P.: Vibratory stabilization of welded constructions – experiments and conclusions. IIW Int. Conf.: Stress relieving heat treatments of welded steel constructions, 6-7 July 1987, Sofia, Bulgaria
• [4] Sędek P.: Vibration treatment – effective method of improving the dimensional stability of welded structures: investigation and practice. Int. Conf.: Welded structures, 18-22 Sept., 1995, Kiev, Ukraine
• [5] Sędek P.: Investigation of the influence of mechanical vibrations on the dimensional stability of welded structures (in Polish). Doctoral thesis, Silesian Technical University, Gliwice, 1991
• [6] Jyoti Prakash, Tewari S. P., Bipin Kumar Srivastava: A review on solidification and change in mechanical properties under vibratory welding condition. International Journal of Engineering Science and Technology, vol. 2 (4), 2010, pp. 462-467
• [7] Quinghua Lu, Ligong Chen, Chunzen Ni: Improving welded valve quality by vibratory weld conditioning. Materials Science and Technology: A, vol. 457, Issue 1-2, 25 May 2007, pp. 246-253 http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2006.12.120
• [8] Pucko B., Gliha V.: Charpy toughness of vibrated microstructures. Metalurgija, Vol. 44, 2 (2005), pp. 103-106 http://dx.doi.org/10.1179/174329306x102075
• [9] Akanksha Verma, Tewari S. P., Jyoti Prakash: Vibratory stress solidification and microstructure of weldments under vibratory welding condition – a review. International Journal of Engineering Science and Technology, vol. 3 (6), 2011, pp. 5215-5220
• [10] Tadashi Nishimura, Shigeru Aoki, Tetsumaro Hiroi: Reduction of residual stress by ultrasonic vibration during welding. Trans. of the 15th International Conference on SMiRT - 15, Seul, Korea, 15-20 August 1999 http://dx.doi.org/10.1115/pvp2004-2953
• [11] Tewari S. P.: Influence of vibration on grain size and degree of grain refinement in mild steel weldments. Journal of Material Research, vol. 08, Issue 9, Sept. 1993, pp. 2228-2230 http://dx.doi.org/10.1557/jmr.1993.2228
• [12] Wu W.: Influence of vibration frequency on solidification of weldments. Scripta Materialia, vol. 42, Issue 7, pp. 661-665 http://dx.doi.org/10.1016/s1359-6462(99)00416-9
• [13] Cui Y., Xu C., Han Q.: Microstructure improvement in weld metal using ultrasonic vibrations. Advanced Engineering Materials, vol. 9, Issue 3, 26 Feb. 2007, pp. 161-163 http://dx.doi.org/10.1002/adem.200600228
• [14] United States Patent no. 4 387 727, Jun. 7, 1983, Prevention of build up of residual stresses in welds during welding and subsequent reheat cycles.
• [15] Technical information of BONAL www.meta-lax.com
• [16] Munsi A. S. M. Y., Waddell A. J., Walker C. A.: Vibratory weld conditioning – effect of rigid body motion vibration during welding. Strain, vol. 35, Issue 4, pp. 139-143 http://dx.doi.org/10.1111/j.1475-1305.1999.tb01152.x
• [17] Che-Wei Kuo, Chi-Ming Lin, Gen-Huey Lai, Yu-Che Chen: Characterization and mechanism of 304 stainless steel vibration welding. Materials Transactions, vol. 48, No. 9 (2007), pp. 2319-2323 http://dx.doi.org/10.2320/matertrans.mb200706
• [18] Munsi A. S. M. Y., Waddell A. J., Walker C. A.: Vibratory weld conditioning – the effect of rigid body motion vibration during welding. Strain, vol. 35, Issue 4, 139-143, 29 Oct. 2008 http://dx.doi.org/10.1111/j.1475-1305.1999.tb01152.x
• [19] Krasnowski K.: Influence of stress relief annealing on mechanical properties and fatigue strength of welded joints of thermo-mechanically rolled structural steel grade S420MC. Archives of Metallurgy and Materials, 2009, vol. 54, Issue 4, pp. 1059-1062
• [20] Sędek P.: Próby spawania wibracyjnego. Statutory Work No. Ha-74, Zadanie badawcze działalności statutowej no. ST-314.2.2, Instytut Spawalnictwa, Gliwice, 2014

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 21-25.