Оптимизация режимов ротационной сварки трением разнородных сварных соединений геологоразведочных бурильных труб

Цель исследования: установление закономерностей формирования структуры и оптимизация режимов обработки при ротационной сварке трением среднеуглеродистых легированных сталей 30ХГСА-40ХМФА для обеспечения высокой эксплуатационной надежности облегченных конструкций геологоразведочных бурильных труб с приварными замковыми деталями. Объектом исследования является процесс структурообразования и изменения свойств металла в зоне термомеханического влияния сварного соединения разнородных сталей. Предмет исследования – закономерности влияния значений основных параметров РСТ на формирование структуры и механические свойства сварного соединения элементов бурильных труб. Основные задачи исследования: - установить закономерности влияния основных параметров РСТ на прочность стыка разнородных сталей; - установить механизм образования соединения сталей 30ХГСА и 40ХМФА при РСТ; - оценить взаимосвязь микроструктуры, механических свойств и деформационного поведения разнородных соединений при статическом и циклическом нагружении; - определить степень влияния послесварочного отпуска на механические свойства и развитие деформации в разнородных соединениях при статическом и циклическом нагружении; - установить значения параметров сварки, обеспечивающих равнопрочность сварного соединения с металлом трубы в условиях воздействия статических и циклических нагрузок. Практическая значимость работы состоит в определении оптимального режима РСТ при производстве облегченных бурильных труб для геологоразведки, обеспечивающего равнопрочность сварного шва с материалом тела трубы. Полученные значения параметров РСТ приняты к внедрению на предприятии АО «Завод бурового оборудования» для изготовления облегченных труб для бурения снарядами со съемным керноприёмником, которые производятся серийно с 2022 года. Результаты исследования, представленные в диссертации, используются в образовательном процессе ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет». В ходе выполнения НИР использовалась материальная база АО «Завод бурового оборудования» (машина для сварки трением «Thompson-60», испытательный стенд для испытаний на циклическую долговечность типа НУ) и современное исследовательское оборудование Оренбургского государственного университета, Уральского федерального университета им. Первого Президента Б.Н. Ельцина, Института машиноведения УрО РАН. Были применены апробированные методики структурных исследований, механические испытания проведены в соответствии с требованиями ГОСТ1497-84, ГОСТ 25502.