OBTAINING FIXED JOINTS USING ULTRASONIC VIBRATIONS

Abstract

Obtaining fixed joints is one of the most demanding and time-consuming stages of assembling machine-building products. The quality of all-in-one connections determines the reliability of the machine as a whole. This determines the relevance of research aimed at improving the quality of non-removable compounds and at the intensification of their production processes. An effective way to solve this issue is the use of ultrasonic vibrations. The imposition of vibrations on the welded elements leads to a change in the crystallization parameters, grinds the microstructure of the weld, reduces welding deformations and increases the strength of the joint. Deformation of the rivet with an ultrasonic tool takes place when the required force is reduced by more than 10 times and ensures uniform distribution of radial stresses, making shear strength better this way. Ultrasonic treatment of the binding material within the process of its production and oscillation superposition on the adherend parts reduce the viscosity of the adhesive, increase wettability and filling capacity, resulting in shear strength hardening in the adhesive joint. The transmittal of ultrasonic vibrations of the pressed part decreases friction due to its transformation into a quasi-viscous one, which takes down the required pressing force and reduces damage probability for mating surfaces. Ultrasonic cavity-abrasive treatment of complex metal products obtained by additive manufacturing methods makes it possible to reduce roughness in hard-to-reach areas and surface elements, which is not possible by other methods. For each fixed joint type under examination, technical plans are proposed, including both standard operations and additional ones using ultrasonic vibrations, which makes properties improvement for the obtained fixed joints possible.

About the authors

Vyachyeslav Mikhaylovich Prikhodko

The Moscow State Technical University - MADI

Email: prikhodko@madi.ru
SPIN-code: 9548-8428
Scopus Author ID: 56358519600
ResearcherId: U-5179-2018
corresponding member Russian Academy of Sciences, professor, doctor of technical sciences

Sergey Konstantinovich Sundukov

The Moscow State Technical University - MADI

Email: sergey-lefmo@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4393-4471
candidate of technical sciences

Ravil Islamovich Nigmetzyanov

The Moscow State Technical University - MADI

Email: lefmo@yandex.ru
candidate of technical sciences

Dmitriy Sergeevich Fatyukhin

The Moscow State Technical University - MADI

Email: mitriy2@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5914-3415
department “Construction Materials Technology”, professor, doctor of technical sciences

References

  1. Ткачева А.В., Абашкин Е.Е. Влияние, оказываемое активным охлаждением, на неразъемное соединение, образованное в результате электродуговой сварки // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2022. №. 3. С. 160–169.
  2. Латыпова Е.Ю., Цумарев Ю.А. Составные конструктивные элементы для неразъемных соединений // Сварочное производство. 2016. №. 3. С. 33–38.
  3. Эрдеди А.А. Техническая механика. Детали машин. М.: Издательство «Высшая школа». 1991. 272с.
  4. Баурова Н.И., Сергеев А.Ю. Структурные исследования механизма разрушения клеевых соединений после испытаний методом pull-out // Клеи. Герметики. Технологии. 2014. №. 4. С. 24–28.
  5. Скупов А.А. и др. Создание неразъемных соединений из интерметаллидных титановых сплавов (обзор) // Труды ВИАМ. 2021. №. 7 (101). С. 31–38.
  6. Зорин В.А., Полухин Е.В. Аддитивные технологии // СТТ: Строительная техника и технологии. 2016. №. 3. С. 54–57.
  7. Garcia R., Prabhakar P. Bond interface design for single lap joints using polymeric additive manufacturing // Composite Structures. 2017. Т. 176. С. 547–555.
  8. Овчинников В.В., Новиков В.А., Малов Д.А. Сравнительные испытания заклепочных соединений алюминиевых сплавов, полученных различными методами клепки // Заготовительные производства в машиностроении. 2015. №. 3. С. 7–12.
  9. Авт. св-во № 1764921 A1 СССР, МПК B23P 11/02. Способ сборки прессовых соединений типа вал-втулка: № 4839393: заявл. 15.06.1990: опубл. 30.09.1992 / В.А. Николаев, Н.Д. Папшева, Б.Л. Штриков; заявитель Самарский политехнический институт им. В.В. Куйбышева, самарский филиал института машиноведения им. А.А. Благонравова
  10. Сундуков С.К. Ультразвуковые технологии в процессах получения неразъёмных соединений. М.: ООО «Техполиграфцентр», 2023. 269 с.
  11. Сундуков С.К. Особенности наложения ультразвуковых колебаний в процессе сварки // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2022. Т. 24, № 2. С. 50–66. doi: 10.17212/1994-6309-2022-24.2-50-66
  12. Сундуков С.К. Анализ деформации заклепки при наложении ультразвуковых колебаний // Технология металлов. 2023. № 1. С. 28–37. doi: 10.31044/1684-2499-2023-0-1-28-37
  13. Сундуков С.К. Подготовка эпоксидного клея методом ультразвуковой обработки // Клеи. Герметики. Технологии. 2023. № 9. С. 32–40. doi: 10.31044/1813-7008-2023-0-9-32-401
  14. Сундуков С.К. Снижение силы трения при запрессовке с наложением ультразвуковых колебаний // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2023. № 12. С. 25–33. doi: 10.31044/1684-2561-2023-0-12-25-33
  15. Influence of Postprocessing on Wear Resistance of Aerospace Steel Parts Produced by Laser Powder Bed Fusion / A.S. Metel, S.N. Grigoriev, T.V. Tarasova [et al.] // Technologies. 2020. Vol. 8, No. 4. P. 73. doi: 10.3390/technologies8040073

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».