Оптимизация режимов ротационной сварки трением разнородных сварных соединений геологоразведочных бурильных труб

Проект направлен на оптимизацию режимов ротационной сварки трением (РСТ) для создания облегченных конструкций геологоразведочных бурильных труб из среднеуглеродистых легированных сталей, предназначенных для бурения методом со съемным керноприемником. В ходе выполнения проекта предполагается методом математического планирования эксперимента и обработки его результатов с помощью статистических методов анализа выявить зависимости механических свойств (твердость, свойства при растяжении) и протяженности зоны термомеханического влияния (ЗТМВ) сварных соединений от режимов сварочного процесса (силы при разогреве, силы проковки, частоты вращения при разогреве, величины осадки). Полученные результаты позволят определить диапазоны оптимальных технологических параметров РСТ с целью обеспечения наилучшего сочетания механических свойств для более высокой надежности бурового инструмента.С помощью методов оптической металлографии, электронной сканирующей микроскопии с применением дифракции обратнорассеяных электронов (EBSD) анализа будет проведено исследование металла сварного шва и зоны термомеханического влияния сварных соединений, что позволит получить данные о морфологии и размерах зерен, кристаллографической текстуры, спектра разориентировок, плотности дислокаций в различных участках ЗТМВ сварных соединений. Это позволит выявить базовые физические механизмы структурообразования, реализующиеся в ЗТМВ, установить закономерности влияния режимов сварки на трансформацию микроструктуры.Для сварных соединений с более высоким комплексом свойств, полученных при испытании на растяжение, будут проведены испытания в условиях воздействия циклических нагрузок в сравнении с основным материалом тела трубы, что позволит сделать вывод о целесообразности последующего упрочнения зоны сварного шва конструкции бурильных труб.Научная новизна поставленной задачи состоит в получении качественного нового понимания закономерностей формирования структуры и механических свойств в среднеуглеродистых легированных сталях при деформационно-термическом воздействии. Практическая значимость состоит в разработке режимов получения высокопрочных неразъемных соединений из среднеуглеродистых легированных сталей в ходе технологического процесса РСТ для создания облегченных конструкций геологоразведочных бурильных труб.