Анализ температурно-деформационных процессов при сварке взрывом композиции А5 / 12Х18Н10Т с использованием численного моделирования

Анализ температурно-деформационных процессов при сварке взрывом композиции А5 / 12Х18Н10Т с использованием численного моделирования Full article

Journal

Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты) / Obrabotka Metallov
ISSN: 1994-6309

Output data

Year: 2026, Volume: 28, Number: 2, Pages: 335-350 Pages count : 16 DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-335-350

Tags

Сварка взрывом, Метод SPH, Алюминий, Нержавеющая сталь, Угол соударения

Authors

Малютина Юлия ^1,2 , Огнева Татьяна ¹ , Батаев Иван ¹ , Ложкина Елена ¹ , Пай Владимир ² , Лукьянов Ярослав ² , Кузьмин Евгений ³

Affiliations

1	Новосибирский государственный технический университет, пр. К. Маркса, 20, г. Новосибирск, 630073, Россия
2	Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, пр. Академика Лаврентьева, 15, г. Новосибирск, 630090, Россия
3	Волгоградский государственный технический университет, пр. им. В.И. Ленина, 28, г. Волгоград, 400005, Россия

Сварка взрывом является эффективным методом получения неразъемных соединений разнородных материалов, в частности композиций алюминий-сталь. Традиционные методы сварки редко применяются для соединения таких пар из-за их склонности к образованию хрупких интерметаллидных фаз. Одним из основных параметров, определяющих качество сварного шва при сварке взрывом, является угол соударения γ. Цель работы: исследование влияния угла соударения на температурно-деформационные характеристики в зоне соединения при высокоскоростном соударении пластин алюминиевого сплава А5 и стали 12Х18Н10Т с использованием численного моделирования. Методы исследования. Для моделирования применялся метод гидродинамики сглаженных частиц, который был реализован в программном комплексе Ansys Autodyn 2020 R2. Во всех расчётах скорость точки контакта была одинаковой VK = 2500 м/c, а угол соударения варьировался (9,5°, 12°, 14,5°). Для описания свойств материалов использовались уравнение состояния Ми – Грюнайзена и модель прочности Джонсона – Кука. Результаты и обсуждение. Установлено, что с увеличением угла соударения возрастают температура и степень пластической деформации, тогда как давление изменяется немонотонно, достигая наибольшего значения (8,87 ГПа) при γ = 12°. При γ = 12° формируется наиболее регулярная граница раздела, а при γ = 14,5° наблюдается формирование несимметричной волнообразной границы с внедрением стали в алюминий. Все исследованные режимы обеспечивают локальное плавление алюминия при сохранении стали в твердом состоянии. Наиболее предпочтительным из исследованных углов соударения, обеспечивающим благоприятное сочетание давления, температуры и морфологии границы раздела в системе А5 / 12Х18Н10Т при скорости 2500 м/с, является 12°.

Малютина Ю. , Огнева Т. , Батаев И. , Ложкина Е. , Пай В. , Лукьянов Я. , Кузьмин Е.
Анализ температурно-деформационных процессов при сварке взрывом композиции А5 / 12Х18Н10Т с использованием численного моделирования
Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты) / Obrabotka Metallov. 2026. Т.28. №2. С.335-350. DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-335-350 WOS Scopus OpenAlex

Submitted:	Apr 8, 2026
Accepted:	Apr 30, 2026
Published online:	Jun 15, 2026

≡ Web of science:	WOS:001794521900001
≡ Scopus:	2-s2.0-105042281374
≡ OpenAlex:	W7164850652