|
DOI: 10.14489/td.2024.12.pp.033-041
Григорьев С. Н., Козочкин М. П., Волосова М. А., Окунькова А. А.
МОНИТОРИНГ ВИБРОАКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКОГО ТВЕРДОГО СПЛАВА
(c. 33-41)
Аннотация. Представлено исследование взаимоотношения факторов обработки лазерными импульсами твердого сплава Т15К6, параметров акустической эмиссии и производительности процесса. В качестве лазерного источника использовался импульсный волоконный лазер с длиной волны 1064 нм, мощностью от 20 до 60 Вт и длительностью импульса от 250 до 500 нс. Получены основные зависимости для нижнего и верхнего диапазонов частот (10…28 и 32…70 кГц). Сигналы акустической эмиссии позволяют отображать явления, сопровождающие воздействие концентрированных потоков энергии на материал, и могут быть использованы для понимания трудно наблюдаемых явлений и текущей производительности обработки.
Ключевые слова: виброакустическая эмиссия, лазерная обработка, контроль, производительность, режущая пластина, спектральный анализ, твердый сплав Т15К6.
Grigoriev S. N., Kozochkin M. P., Volosova M. A., Okunkova A. A.
ACOUSTIC MONITORING OF LASER PULSES IN PROCESSING OF METAL-CERAMIC HARD ALLOY
(pp. 33-41)
Abstract. This work is devoted to studying the relationship between the factors of processing with laser pulses of T15K6 hard alloy, the parameters of acoustic emission, and process productivity. The laser source was a pulsed fiber laser with a wavelength of 1064 nm, a power of 20 to 60 W, and pulse duration of 250 to 500 ns. The main dependencies for the lower and upper frequency ranges (10-28 kHz and 32-70 kHz) were plotted. Acoustic emission signals provide insight into the effects of concentrated energy flows on material and can be used to understand hard-to-observe phenomena and ongoing processing performancence.
Keywords: vibroacoustic emission, laser processing, control, productivity, cutting insert, spectral analysis, hard alloy T15K6.
С. Н. Григорьев, М. П. Козочкин, М. А. Волосова, А. А. Окунькова (ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
S. N. Grigoriev, M. P. Kozochkin, M. A. Volosova, A. A. Okunkova (Moscow State University of Technology “STANKIN”, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
,
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Григорьев С. Н., Смоленцев Е. В., Волосова М. А. Технология обработки концентрированными потоками энергии: учеб. пособие. Старый Оскол, 2009. 280 с.
2. Витязь П. А., Гордиенко А. И., Хейфец М. Л. Проектирование процессов, использующих для упрочняющей обработки конструкционных материалов концентрированные потоки энергии // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. № 1(73). С. 8 – 14.
3. Андрончев И. К., Перевертов В. П., Абулкасимов М. М., Акаева М. О. Концентрированные потоки энергии для традиционных и аддитивных технологий в условиях «умных» производств // Промышленный транспорт Казахстана. 2020. № 1(66). С. 162 – 172.
4. Григорьев С. Н., Телешевский В. И. Проблемы измерений в технологических процессах формообразования // Измерительная техника. 2011. № 7. С. 3 – 7.
5. Павлов М. Д., Конов С. Г., Окунькова А. А., Назаров А. П. Особенности использования средств оптического контроля при изготовлении изделий методом селективного лазерного плавления // Контроль. Диагностика. 2012. № 12. С. 45 – 50.
6. Григорьев С. Н., Козочкин М. П., Окунькова А. А. Исследование перспектив мониторинга электроэрозионных процессов по изменению параметров вибраций // Известия вузов. Авиационная техника. 2015. № 4. С. 117 – 122.
7. Аксенов И. Б. Дефектоскопия по фрактальным свойствам акустических откликов // Известия вузов. Авиационная техника. 2005. № 2. С. 78 – 80.
8. Буденков Г. А., Недзвецкая О. В., Буденков Б. А. и др. Акустическая дефектоскопия прутков с использованием многократных отражений // Дефектоскопия. 2004. № 8. С. 50 – 55.
9. Францев Э. Ф. Дефектоскопия корпусов судов из композиционных материалов, находящихся в эксплуатации, акустическими методами неразрушающего контроля // Дефектоскопия. 2013. № 1. С. 3 – 11.
10. Мачихин А. С., Чернов Д. В., Марченков А. Ю. и др. Акустико-эмиссионная дефектоскопия кристаллов парателлурита // Физика твердого тела. 2023. Т. 65, № 11. С. 2000 – 2007.
11. Беликов В. Т. Интерпретация результатов наблюдений акустической эмиссии в разрушающемся твердом теле // Прикладная механика и техническая физика. 2023. Т. 64, № 3(379). С. 199 – 206.
12. Карпов М. А. Связь скорости распространения поверхностных акустических волн в металлах с величиной напряжения в них // Вестник современных исследований. 2018. № 12-10 (27). С. 207 – 210.
13. Беляев А. К., Полянский В. А., Третьяков Д. А. Оценка механических напряжений, пластических деформаций и поврежденности посредством акустической анизотропии // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2020. № 4. С. 130 – 151.
14. Сергеева О. А., Гончар А. В. Изменение параметра акустической анизотропии конструкционной стали при усталостном разрушении // Инженерный журнал: наука и инновации. 2021. № 11(119). 14 с.
15. Лузина Н. П., Ткалич В. Л. Акустико-эмиссионный метод контроля при оценке степени деградации механических свойств и остаточного ресурса работоспособности трубных сталей // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2007. № 38. С. 213 – 218.
16. Быков С. П., Иванов В. И. Акустическая эмиссия при росте трещин в вязкоупругом материале // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74, № 9. С. 47 – 52.
17. Смирнов А. Н., Абабков Н. В., Глинка А. С. Оценка градиентных структур и полей внутренних напряжений в стали 35ХГС после точения электронно-микроскопическим и акустическим методами // Сварка и диагностика. 2014. № 3. С. 18 – 21.
18. Макаров С. В., Плотников В. А., Потекаев А. И. Макроскопическая корреляция деформационных актов в слабоустойчивом состоянии кристаллической решетки и спектральная плотность сигналов акустической эмиссии // Известия вузов. Физика. 2014. Т. 57, № 7. С. 81 ‒ 86.
19. Гапонов В. Л., Кузнецов Д. М., Черунова Е. С. Применение метода акустической эмиссии для контроля технологических процессов в жидких средах // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2009. № 4(152). С. 47 – 54.
20. Ляховицкий М. М., Рощупкин В. В., Покрасин М. А., Чернов А. И. Изучение процессов плавления и кристаллизации олова методом акустической эмиссии // Физика и химия обработки материалов. 2010. № 1. С. 84 ‒ 87.
21. Гапонов В. Л., Кузнецов Д. М., Черунова Е. С. Применение метода акустической эмиссии для контроля технологических процессов в жидких средах // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2009. № 4(152). С. 47 ‒ 54.
22. Мокрицкий Б. Я., Мокрицкая Е. Б. Сравнительная оценка упругих свойств инструментальных материалов методом маятникового скрайбирования // Контроль. Диагностика. 2018. № 3. С. 52 – 57.
23. Крылов Е. Г., Сергеев А. С. Контроль предельного состояния многолезвийного твердосплавного инструмента // Контроль. Диагностика. 2014. № 10. С. 30 – 35.
24. Григорьев С. Н., Козочкин М. П., Федоров С. В. и др. Исследование процесса электроэрозионной обработки средствами виброакустической диагностики // Измерительная техника. 2015. № 8. С. 33 – 37.
25. Козочкин М. П., Григорьев С. Н., Окунькова А. А., Порватов А. Н. Контроль процессов электроэрозионной обработки по параметрам акустической эмиссии // СТИН. 2015. № 8. С. 28 – 33.
26. Melnik Y. A., Kozochkin M. P., Porvatov A. N., Okunkova A. A. On Adaptive Control for Electrical Discharge Machining Using Vibroacoustic Emission // Technologies. 2018. V. 6. P. 96.
1. Grigor'ev S. N., Smolentsev E. V., Volosova M. A. (2009). Technology of processing with concentrated energy flows: textbook. Stariy Oskol. [in Russian language]
2. Vityaz' P. A., Gordienko A. I., Heyfets M. L. (2011). Design of processes using concentrated energy flows for strengthening processing of structural materials. Uprochnyayushchie tekhnologii i pokrytiya, 73(1), 8 – 14. [in Russian language]
3. Andronchev I. K., Perevertov V. P., Abulkasimov M. M., Akaeva M. O. (2020). Concentrated energy flows for traditional and additive technologies in smart manufacturing environments. Promyshlenniy transport Kazahstana, 66(1), 162 – 172. [in Russian language]
4. Grigor'ev S. N., Teleshevskiy V. I. (2011). Problems of measurement in technological processes of shaping. Izmeritel'naya tekhnika, (7), 3 – 7. [in Russian language]
5. Pavlov M. D., Konov S. G., Okun'kova A. A., Nazarov A. P. (2012). Features of the use of optical control tools in the manufacture of products using selective laser melting. Kontrol'. Diagnostika, (12), 45 – 50. [in Russian language]
6. Grigor'ev S. N., Kozochkin M. P., Okun'kova A. A. (2015). Study of prospects for monitoring electrical erosion processes based on changes in vibration parameters. Izvestiya vuzov. Aviatsionnaya tekhnika, (4), 117 – 122. [in Russian language]
7. Aksenov I. B. (2005). Flaw detection based on fractal properties of acoustic responses. Izvestiya vuzov. Aviatsionnaya tekhnika, (2), 78 – 80. [in Russian language]
8. Budenkov G. A., Nedzvetskaya O. V., Budenkov B. A. et al. (2004). Acoustic flaw detection of rods using multiple reflections. Defektoskopiya, (8), 50 – 55. [in Russian language]
9. Frantsev E. F. (2013). Flaw detection of ship hulls made of composite materials in service using acoustic non-destructive testing methods. Defektoskopiya, (1), 3 – 11. [in Russian language]
10. Machihin A. S., Chernov D. V., Marchenkov A. Yu. et al. (2023). Acoustic emission flaw detection of paratellurite crystals. Fizika tverdogo tela, 65(11), 2000 – 2007. [in Russian language]
11. Belikov V. T. (2023). Interpretation of the results of observations of acoustic emission in a collapsing solid. Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika, Vol. 64 379(3), 199 – 206. [in Russian language]
12. Karpov M. A. (2018). Relationship between the speed of propagation of surface acoustic waves in metals and the magnitude of stress in them. Vestnik sovremennyh issledovaniy, 27(12-10), 207 – 210. [in Russian language]
13. Belyaev A. K., Polyanskiy V. A., Tret'yakov D. A. (2020). Assessment of mechanical stress, plastic deformation and damage using acoustic anisotropy. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Mekhanika, (4), 130 – 151. [in Russian language]
14. Sergeeva O. A., Gonchar A. V. (2021). Change in the acoustic anisotropy parameter of structural steel during fatigue failure. Inzhenerniy zhurnal: nauka i innovatsii, 119(11). [in Russian language]
15. Luzina N. P., Tkalich V. L. (2007). Acoustic emission control method for assessing the degree of degradation of mechanical properties and residual service life of pipe steels. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta informatsionnyh tekhnologiy, mekhaniki i optiki, 38, 213 – 218. [in Russian language]
16. Bykov S. P., Ivanov V. I. (2008). Acoustic emission during crack growth in a viscoelastic material. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 74(9), 47 – 52. [in Russian language]
17. Smirnov A. N., Ababkov N. V., Glinka A. S. (2014). Evaluation of gradient structures and internal stress fields in 35KhGS steel after turning using electron microscopic and acoustic methods. Svarka i diagnostika, (3), 18 – 21. [in Russian language]
18. Makarov S. V., Plotnikov V. A., Potekaev A. I. (2014). Macroscopic correlation of deformation events in a weakly stable state of the crystal lattice and the spectral density of acoustic emission signals. Izvestiya vuzov. Fizika, 57(7), 81 ‒ 86. [in Russian language]
19. Gaponov V. L., Kuznetsov D. M., Cherunova E. S. (2009). Application of the acoustic emission method for monitoring technological processes in liquid media. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Tekhnicheskie nauki, 152(4), 47 – 54. [in Russian language]
20. Lyahovitskiy M. M., Roshchupkin V. V., Pokrasin M. A., Chernov A. I. (2010). Study of the processes of melting and crystallization of tin using the acoustic emission method. Fizika i himiya obrabotki materialov, (1), 84 ‒ 87. [in Russian language]
21. Gaponov V. L., Kuznetsov D. M., Cherunova E. S. (2009). Application of the acoustic emission method for monitoring technological processes in liquid media. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Tekhnicheskie nauki, 152(4), 47 ‒ 54. [in Russian language]
22. Mokritskiy B. Ya., Mokritskaya E. B. (2018). Comparative evaluation of elastic properties of tool materials by pendulum scribing. Kontrol'. Diagnostika, (3), 52 – 57. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2018.03.pp.052-057
23. Krylov E. G., Sergeev A. S. (2014). The ultimate state control of multiblade carbide tools. Kontrol'. Diagnostika, (10), 30 – 35. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2014.010.pp.030-035
24. Grigor'ev S. N., Kozochkin M. P., Fedorov S. V. et al. (2015). Study of the electrical discharge machining process using vibroacoustic diagnostics. Izmeritel'naya tekhnika, (8), 33 – 37. [in Russian language]
25. Kozochkin M. P., Grigor'ev S. N., Okun'kova A. A., Porvatov A. N. (2015). Monitoring of electrical discharge machining processes based on acoustic emission parameters. STIN, (8), 28 – 33. [in Russian language]
26. Melnik Y. A., Kozochkin M. P., Porvatov A. N., Okunkova A. A. (2018). On Adaptive Control for Electrical Discharge Machining Using Vibroacoustic Emission. Technologies, (6).
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2024.12.pp.033-041
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2024.12.pp.033-041
and fill out the form
.
|
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»