DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.50.106

УДК 620.179:621.373.5

ОБРОБКА ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ ІМПУЛЬСНИМ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИМ ПОЛЕМ ПРИ СЛАБКОМУ СКІН-ЕФЕКТІ

Ю.М. Васецький¹, докт. техн. наук, І.П. Кондратенко², чл.-кор. НАН України, І.Л. Мазуренко³, канд. техн. наук, О.М. Пащин⁴, канд. техн. наук
^1-3 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду
⁴ – Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України,
вул. Малевича, 11, Київ-150, 03150, Україна

Розглянуто можливість застосування безконтактного методу впливу імпульсного електромагнітного поля на зварний шов алюмінієвого листа за умови слабкого скін-ефекту, при якому в матеріалі виникають механічні напруження і протікають індуковані струми високої густини. Отримано розподіли магнітного тиску, механічних напружень розтягу в листі та густини індукованого струму на основі розрахункових моделей індукторів з різним розташуванням струмових контурів відносно електропровідного листа. Встановлено, що при слабкому скін-ефекті механічні напруження розтягу досягають межі плинності за умови надвисокої величини струму контура. Визначено необхідні величини тривалості та амплітуди імпульсних струмів, які забезпечують слабкий скін-ефект в алюмінієвому листі й дають змогу отримати необхідні механічні напруження або необхідні величини густини індукованого струму для ефекту електропластичності в зварному шві. Бібл. 8, рис. 11.
Ключові слова: електромагнітне поле, імпульсний електричний струм, слабкий скін-ефект, зварний шов, металева штаба.

ОБРАБОТКА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ПРИ СЛАБОМ СКИН-ЭФФЕКТЕ

Ю.М. Васецкий¹, докт. техн. наук, И.П. Кондратенко², чл.-корр. НАН Украины, И.Л. Мазуренко³, канд. техн. наук, Н.А. Пащин⁴, канд. техн. наук
^1-3 – Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина
⁴ – Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины,
ул. Малевича, 11, Киев-150, 03150, Украина

Рассмотрена возможность применения бесконтактного метода воздействия импульсного электромагнитного поля на сварной шов алюминиевого листа при слабом скин-эффекте, при котором в материале возникают механические напряжения и протекают индуцированные токи высокой плотности. Получены распределения магнитного давления, механических напряжений растяжения в листе и плотности индуцированного тока на основе расчетных моделей индукторов с различным расположением токовых контуров относительно электропроводящего листа. Установлено, что при слабом скин-эффекте механические напряжения растяжения достигают предела текучести при сверхвысокой величине тока контура. Определены необходимые величины продолжительности и амплитуды импульсных токов, которые обеспечивают слабый скин-эффект в алюминиевом листе и позволят получить необходимые механические напряжения или необходимые величины плотности индуцированного тока для эффекта электропластичности в сварном шве. Библ. 8, рис. 11.
Ключевые слова: электромагнитное поле, импульсный электрический ток, слабый скин-эффект, сварной шов, металлическая лента.

Література
1. Баранов Ю.В., Троицкий О.А., Авраамов Ю.С. Физические основы электроимпульсной и электропластической обработок и новые материалы. Москва: МГИУ. 2001. 844 с.
2. Васецький Ю.М. Електродинаміка. Основні поняття, потенціальні та квазістаціонарні поля. Київ: Вид-во Нац. авіац. ун-ту. НАУ-друк. 2009. 160 с.
3. Васецький Ю.М., Кондратенко І.П., Пащин О.М., Дзюба К.К. Обробка зварних з’єднань імпульсним електромагнітним полем при сильному скін-ефекті. Праці Інституту електродинаміки НАН України. 2018. Вип. 49. С. 68–76.
4. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля: пер. с англ. Москва: Мир. 1972. 392 с.
5. Лобанов Л.М., Пащин Н.А., Логинов В.П., Покляцкий А.Т. Влияние электроимпульсной обработки на остаточное формирование тонколистовой сварочной конструкции. Автоматическая сварка. 2010. №3. С. 13–17.
6. Михайлов В.М. Импульсные электромагнитные поля. Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. ун-те. 1979. 140 с.
7. Поливанов К.М. Теоретические основы электротехники. Часть 3. Теория электромагнитного поля. Москва: Энергия. 1969. 352 с.
8. Степанов Г.В., Бабуцкий А.И. Влияние импульсного электрического тока высокой плотности на прочность металлических материалов и напряженно-деформированное состояние элементов конструкций. Киев: Наукова думка. 2014. 279 с.