Не долго это тело будет жить на земле?

[sia_2]

Там тонкостенная трубка https://www.youtube.com/watch?v=lGb22D0hbUw с тридцать третей минуты пытается оторвать свою пайку.
Вот ещё https://www.youtube.com/watch?v=oUS1HN3neAs

Вы путаете статическую прочность с усталостной. Обеспечить усталостную прочность в соединении - нетривиальная задача. Сварка тут на самом деле далеко не лучший вариант, и идут на него в основном по технологическим соображениям, причем в хороших конструкциях - обязательно с использованием мер по разгрузке материала в месте сварки, хотя бы баттингом.

Offтопик:
если бы все было так просто, самолеты давно везде варили бы. Однако сварными в авиации, даже сейчас, после освоения сварки перемешиванием, делают в основном или слабонагруженные, или малоресурсные конструкции. Все остальное - болты, клепка, пайка, клей...

[pyos]

Offтопик:

Ну из контекста понятно что я имел ввиду именно варить люминь.

Тогда ладно я вот не так понял.

Вы путаете статическую прочность с усталостной.

Скорее - просто не понимает, что именно увидел тот экспериментатор. Сильно ослаблять сечение, сплющив его тисками, после чего показывать, что разрушение произошло по сечению, одновременно и ослабленному, и максимально загруженному - это очевидность из разряда чеховского "Учителя словесности", а уж запаяно там соединение или заварено - разница невелика, можно было бы просто вставить туда гильзу сильно внатяг и результат изменился бы не сильно.

Обеспечить усталостную прочность в соединении - нетривиальная задача. Сварка тут на самом деле далеко не лучший вариант, и идут на него в основном по технологическим соображениям, причем в хороших конструкциях - обязательно с использованием мер по разгрузке материала в месте сварки, хотя бы баттингом.

На самом деле, никаких проблем обеспечить совершенно равнопрочное основному металлу сварное (не паяное) соединение нет, просто это далеко не всегда целесообразно.

если бы все было так просто, самолеты давно везде варили бы. Однако сварными в авиации, даже сейчас, после освоения сварки перемешиванием, делают в основном или слабонагруженные, или малоресурсные конструкции. Все остальное - болты, клепка, пайка, клей...

"Даже сейчас" - это лет 50 назад, когда полетел сварной стальной МиГ-25, и несколько позже, когда полетел аналогичный МиГ-31, которые и летают до сих пор.
Сварка превосходно работает в том случае, если сам материал хорошо свариваемый, в противном случае, например, объём потребной НРК для выявления всех дефектов и стоимость их устранения ставят целесообразность именно сварки под вопрос, и приходится идти на другие методы, которые в том или ином случае оказываются более предпочтительными.
Так, клёпку в самолётостроении применяют не из-за плохой сопротивляемости сварных соединений циклическим нагружениям, а в первую очередь из-за того, что соединяемые клёпкой детали - тонколистовые и из плохо переносящих нагрев материалов, паять, а тем более варить их - значит, в первую очередь, деформировать их, что недопустимо, а в случае со сваркой есть ещё и риск прожечь деталь.
Аналогично с клеевыми соединениями - их в авиации применяют главным образом потому, что варить дюралевые полки композитных балок фюзеляжа с их же стенками из углепластика пока ещё не научились а клёпка там слишком затратна.
Болтовые соединения - вообще из другой оперы, они ото всех перечисленных отличаются главным образом разборностью, соответственно и применяются исходя из необходимости разбора соединения.
PS да, у клёпаных и болтовых соединений есть одно важное преимущество перед сварными в виде того, что они обладают хорошей трещиностойкостью. Начавшись где-либо, трещина в клёпаном шве обычно доходит до ближайшего отверстия и останавливается на нём. Проблема, правда, в том, что по большей части трещины и возникают от того, что материал был многократно пробит во врем клёпки

Пайка же - это отдельная история. Мы массово применяем пайку алюминия в своей отрасли просто потому, что других способов выполнить "скрытые" в глубине изделия герметичные соединения нет. И, несмотря на многие годы опыта производства, хорошее оснащение и высокий уровень работы службы качества - всё равно именно пайка раз за разом приносит новую головную боль, вынуждая даже вводить специальные технологические ограничения и обвешивая аппарат массой киповских приборов в цепи ОС по техпроцессу - всё лишь для того, чтобы ограничить те process-driven деформации аппарата, что могут привести - и приводят опять и опять - к повреждению паяных соединений.

[sia_2]

Короче, все эти практические соображения имеют место, но ключевое слово было - _усталостной_ прочности. Статическую равнопрочность сварки обеспечить на хорошо свариваемых материалах раз плюнуть, а вот циклическую - проблема. Решается в общем, только сильным запасом по сечениям материала в районе шва, для велосипедов - трубами с переменной толщиной стенки (баттингом).
Сварные истребители - это немного другая история, там запас по статической прочности на перегрузки при маневрировании закладывать приходится такой, что усталостный ресурс получается автоматом достаточный для военного самолета. Но на транспортном/коммерческом самолете, кроме самых простых со стальной сварной фермой, такое не прокатывает - они на гораздо меньшие статические нагрузки рассчитываются.

[aganext]

Решается в общем, только сильным запасом по сечениям материала в районе шва, для велосипедов - трубами с переменной толщиной стенки (баттингом).

У этой рамы двойной баттинг. Но подседельная труба подходит к кареточному стакану с постоянным сечением. Буду усиливать узел, с перекрытием зоны усталости.

[pyos]

но ключевое слово было - _усталостной_ прочности.

Нет, это вовсе не ключевой вопрос

Статическую равнопрочность сварки обеспечить на хорошо свариваемых материалах раз плюнуть, а вот циклическую - проблема.

Тоже не совсем верно. То есть проблема есть, но есть также и хорошо освоенные способы её решения.

Offтопик:

Решается в общем, только сильным запасом по сечениям материала в районе шва, для велосипедов - трубами с переменной толщиной стенки (баттингом).

Опять же-таки, смотря где. Можно, конечно, и накидать сечения, но стыковое соединение трубы, вообще говоря, не самый сложный для циклики случай.
"Усталостному" разрушению способствую два фактора - наличие конструктивных концентраторов напряжений и дефекты. Когда эти факторы оказываются в одном месте, до из дефекта начинает расти трещина, которая с ходом времени раскрывается до тех пор, пока не произойдёт разрушение.
Соответственно, можно или увеличивать сечение, чтобы компенсировать отношение предела прочности к пределу циклической прочности, или устранить оба этих фактора - концентраторы напряжений конструктивно (устранив все резкие переходы формы, все "угловатые" выборки и т.п.), дефекты - технологически. Что и делают в тех случаях, когда увеличения сечения нецелесообразно или не приводит к должному уровню надёжности.

Но ключевой момент - сварка сама по себе никак не лимитирует предел усталостной прочности, если технология была должным образом выбрана и соблюдена. Если дефектов не было допущено и/или они были устранены, если материал подвёргся необходимой PWHT для выравнивания твёрдости по шву и по основноу металлу - то никакого "баттинга" в той же трубе и не нужно будет, родное усиление шва будет уже достаточным.

И тут всё опять упирается в целесообразность - в велосипеде это никто делать не будет, дорого. А в установке КЦА на химкомбинате - сделают, не моргнув и глазом, т.к. уровень ответственности выше несопоставимо, а объём контроля не сильно выше обязательного минимума.

Сварные истребители - это немного другая история, там запас по статической прочности на перегрузки при маневрировании закладывать приходится такой, что усталостный ресурс получается автоматом достаточный для военного самолета.

Не так всё просто, "автоматом" может не прокатить даже при десятикратном увеличении сечения.

[sia_2]

Нюансы сопромата можно обсуждать долго. Источником проблемы в сварном соединении является то, что в нем неизбежно нарушается структура материала, вместо катаного/кованого появляется прослойка литого, причем около него идет нарушение исходной структуры. Вот этот раздел - и есть источник микродефектов и роста усталостной трещины. Разница следующая: круглый вал из 18Х2Н4В2АШ, цельный на базе 5 миллионов циклов на изгиб держит примерно 55 кг/кв.мм, сварной - как ни прыгай с режимами термообработки после сварки - лишь 30-35. Самый лучший эффект дают диффузионная сварка с последующей зашлифовкой и обкаткой.
Естественно, все эти нюансы актуальны для высокопрочных материалов, типа термообработанных сталей, титановых сплавов и качественного дюраля. На обычной ст.20 заморачиваться этим нет смысла, отжечь после сварки и все.
С алюминиевыми сплавами все еще сложнее, там к примеру, вообще нет явного предела выносливости, плюс еще более сильная анизотропия свойств у кованых/катаных изделий и полуфабрикатов.

[pyos]

Источником проблемы в сварном соединении является то, что в нем неизбежно нарушается структура материала

Да, ну и что? Ну будет зерно побольше, ну будет у него ориентация несколько отличаться от оной в основном металле (кстати, совершенно резкого перехода при нормально выполненной сварке не происходит, т.к. центрами кристаллизации оказываются границы кристаллитов основного металла).

вместо катаного/кованого появляется прослойка литого, причем около него идет нарушение исходной структуры.

Называть металл шва литым - неправильно, в том числе и с точки зрения макроструктуры.

Вот этот раздел - и есть источник микродефектов и роста усталостной трещины.

Главная причина для усталостного разрушения по шву (в отсутствие дефектов и резких переходов формы) - это разная твёрдость материалов шва и основного металла. Именно она и устраняется термообработкой.

круглый вал из 18Х2Н4В2АШ, цельный на базе 5 миллионов циклов на изгиб держит примерно 55 кг/кв.мм, сварной - как ни прыгай с режимами термообработки после сварки - лишь 30-35.

Ни о чём не говорит. Ни как производилась сварка (технология, режимы...), ни каков был объём НРК. Можно, конечно, залить деталь из трудносвариваемой стали в один проход автоматом или электрошлаком, затем не делать НРК и устранения дефектов, но странно после этого обвинять технологию в целом в принципиальной невозможности сделать то, что с её помощью великолепно делается во всём мире.

С алюминиевыми сплавами все еще сложнее, там к примеру, вообще нет явного предела выносливости, плюс еще более сильная анизотропия свойств у кованых/катаных изделий и полуфабрикатов.

Ну это и для ряда марок сталей, в общем-то, характерно.
Но это всё лирика. А практика - сварные алюминиевые соединения прекрасно переносят циклические нагружения, а вот паяные - начинают разваливаться даже под "неудобной" статикой. В силу самой сути технологии пайки.

[Pyku_He_oTTyda]

Коллеги! Не слишком ли в дебри, обсуждая раму ашанбайка? Никто там технологии никакие не закладывает, приварили, скорее всего полуавтоматом, краской закрасили и все.
Без обид! У меня у самого стелс для прокатится, тот же ашанбайк

[pyos]

Offтопик:
Pyku_He_oTTyda, это понятно, но тут уж речь о высоком зашла
Когда-то в биргартене тоже плавно перевели разговор о бане в русло сварки титана в атмосфере аргона и радиационную сварку тефлона, молодой парень-сивил счёл нас придурками и сказочниками

[sia_2]

Коллеги! Не слишком ли в дебри, обсуждая раму ашанбайка? Никто там технологии никакие не закладывает, приварили, скорее всего полуавтоматом, краской закрасили и все.
Без обид! У меня у самого стелс для прокатится, тот же ашанбайк

Кстати, вот такое пренебрежительное отношение к культуре производства погубило не один бизнес. Например, именно на этом погорели в свое время ребята, попробовавшие наладить производство магниевых рам в РФ на экспорт. Оказалось, что обеспечить по-настоящему качественные исходные материалы, сварку и в серии - несмотря на все усилия - в условиях конца 1990-х годов было невозможно. Рамы сыпались на циклических нагрузках, от межкристаллитной коррозии. При том, что занимались этим отнюдь не дилетанты из гаража, а целый коллектив из околоавиапромовских НИИ, в основном с улицы Радио. И даже цельнофрезерованные нагруженные детали из российских сплавов требовали 100% контроля физико-механических свойств во многих точках. Перешли на импортный 7475 - все стало получаться, но бизнес к этому времени умер.

[pyos]

Offтопик:

целый коллектив из околоавиапромовских НИИ

Увы, далеко не всегда гарантирует хороший результат особенно если по факту технология/материал или существуют только на бумаге, или не соответствуют написанному на этой самой бумаге. Для многих "кабинетных" сотрудников (бывших) НИИ это оказывается настолько сильным ударом, что они отказываются верить и предлагать эффективные решения проблемы.

[sia_2]

Это точно. БОльшая часть "передовых советских технологий" существовала только на бумаге или в единичных "выставочных" образцах. А в серии реально жил вынужденный примитив. Типа обшлифовки лопаток по шаблону вручную. И изрядный "запас на косяки". Потому что они были неизбежны.

Offтопик:
я как раз еще со школы и входил в "научно-техническую" шабашку, затыкавшую дыры во всевозможных ОКР. Насмотрелся.... Главное, чего многие откровенно не понимали - то, что "коммерческая" промышленная техника на деле часто гораздо сложнее, чем военная.


По поводу " Главная причина для усталостного разрушения по шву (в отсутствие дефектов и резких переходов формы) - это разная твёрдость материалов шва и основного металла. Именно она и устраняется термообработкой."

Увы, это работает только для сравнительно простых случаев, типа сварного кессона из практически изотропного материала. Если же речь о именно силовой детали, особенно со знакопеременной нагрузкой и большом числе циклов, все становится несколько сложнее. Простейший пример - попробуйте сделать сварной шатун для большого двигателя внутреннего сгорания, чтобы не ковать большую заготовку. Равную твердость обеспечить нетрудно, но все равно получается сильно хуже цельнокованого..

[aganext]

Итак, выбор ремкомплекта ,
Неудачная фиксация , вторая попытка была похоже с нихромом, не сгорел. Строительного фена 1600Вт, 600градусов и двух киловаттной горелки на баллончике абсолютно не хватило. Пришлось пользоваться кровельной.
Получилось как-то так
Контрольная зачистка гравёром, показала хорошую однородность металла на стыке припоя и материала рамы, припой всё же заметно твёрже. Остаётся выяснить, на сколько долго продлят жизнь поциенту эти реанимационные мероприятия.

Offтопик:
Не хочешь сетовать, что сделали плохо, накосячь сам!

[piter200]

Сколько может стоить такая БУ рама, что столько с ней возни, учитывая последующую покраску?

[aganext]

Сколько может стоить такая БУ рама, что столько с ней возни, учитывая последующую покраску?

15-25кР., в зависимости от состояния рамы. Красить наверное не буду, задую прозрачным акриловым автолаком. К тому же у бу не известная степень усталости.

[Ka4aN]

Offтопик:

К тому же у бу не известная степень усталости.

Зато у этой - известная

[aganext]

Offтопик:
Зато у этой - известная

Эта, как новая. Но вот на сколько хорошА, пока не знаю.

[pyos]

Offтопик:

Увы, это работает только для сравнительно простых случаев, типа сварного кессона из практически изотропного материала. Если же речь о именно силовой детали, особенно со знакопеременной нагрузкой и большом числе циклов, все становится несколько сложнее. Простейший пример - попробуйте сделать сварной шатун для большого двигателя внутреннего сгорания, чтобы не ковать большую заготовку. Равную твердость обеспечить нетрудно, но все равно получается сильно хуже цельнокованого..

Скажем так, если говорить именно о шатуне большого двигателя, то там не то, что твёрдость - там в принципе шоп адекватно сделать будет непросто. То есть возможно в принципе, но объём работ потребных работ будет таким, что сделает нецелесообразным всю эту затею (причём одной из операций будет проковка швов, а ещё одной - мехобработка сваренной детали, чтобы привести её в допуск ).
Но, из опыта - я знаю несколько случаев ремонта главного вала довольно мощных компрессоров. Это не колхоз-аргон, не сварка полностью разрушенной детали из половинок, да и делалось, как вынужденная и временная мера, но тем не менее - несколько месяцев оно отрабатывало вплоть до приезда новых валов, и, насколько мне известно, УЗК извлечённых отремонтированных валов не показало признаков развития усталостной трещины.
Но мы ушли в сторону. Началось всё с того, что сварка далеко не лучший вариант для тяжелонагруженных деталей - так вот в данном случае пайка, клёпка или клей были бы ещё хуже

[sia_2]

Offтопик:

Скажем так, если говорить именно о шатуне большого двигателя, то там не то, что твёрдость - там в принципе шоп адекватно сделать будет непросто. То есть возможно в принципе, но объём работ потребных работ будет таким, что сделает нецелесообразным всю эту затею (причём одной из операций будет проковка швов, а ещё одной - мехобработка сваренной детали, чтобы привести её в допуск ).

Ну да, мороки много, смысла нет. Хотя отковать более чем двухметровый шатун - тоже непросто. Пример с шатуном я потому и привел, что он чисто практический - правильное решение известно, но в условиях конкретного производства нереализуемо, а российского сертифицированного подрядчика, способного сделать, тоже не нашли. Что касается мехобработки, она желательна в любом случае, даже кованый шатун полезно наклепать и полирнуть кругом для повышения циклической прочности.

Offтопик:
Но, из опыта - я знаю несколько случаев ремонта главного вала довольно мощных компрессоров. Это не колхоз-аргон, не сварка полностью разрушенной детали из половинок, да и делалось, как вынужденная и временная мера, но тем не менее - несколько месяцев оно отрабатывало вплоть до приезда новых валов, и, насколько мне известно, УЗК извлечённых отремонтированных валов не показало признаков развития усталостной трещины.
Но мы ушли в сторону. Началось всё с того, что сварка далеко не лучший вариант для тяжелонагруженных деталей - так вот в данном случае пайка, клёпка или клей были бы ещё хуже

Это вообще другой тип детали, не тонкостенный, соответственно о клепке/пайке/клее речи быть не может изначально.
Судя по тому, что валы удалось успешно заварить, они там не особо нагружены, возможно, даже изначально литые, а не кованые. В случае ремонта детали типа коленвала более-менее долгоработающих решений немного. Стяжка на торцевые шлицы (Hirth), или клеммное соединение. Возможна также прессовая посадка стержней-шеек в щеки.
Но все это по нагруженности явно было далеко от коленвала мощного поршневого авиамотора времен второй мировой.

[boatsman]

УЗК извлечённых отремонтированных валов

УЗК по определению не видит поверхностных дефектов. Такие вещи как валы магнитопорошковым методом проверяют, со времен

мощного поршневого авиамотора времен второй мировой

Тогда в нашей литературе оно называлось "магнафлакс" по имени MAGNAFLUX.

А если немагнитное - капиллярным, "проникающие вещества" или "пенетранты".