Особенности акустической эмиссии при обычном резании и при обработке концентрированными потоками энергии

Машиностроение и машиноведение

2026. Т. 33. № 1. С. 177-187.

Авторы

Мигранов М. Ш.*, Козочкин М. П., Мустафаев Э. С., Остриков Е. А., Федоров С. В.**

ФГБОУ ВО «Московский государственный технологический университет «Станкин», 127994, г. Москва, Вадковский пер., д.1

*e-mail: migmars@mail.ru
**e-mail: sv.fedorov@icloud.com

Аннотация

Повышение эффективности лезвийной обработки резанием с обеспечением требуемых высоких показателей качества обработанной поверхности при изготовлении ответственных деталей силовой части газотурбинных двигателей в условиях современного машиностроительного производства в значительной степени зависит от оперативного диагностирования и контроля контактных процессов. В настоящее время все большее применение находят инновационные методы оперативного контроля. Современные высокопроизводительные экспериментальных информационно-коммуникационные технологии неразрушающего контроля дают возможность диагностировать и прогнозировать процессы на основе регистрации и обработки сигналов акустической эмиссии (АЭ). Вместе с тем такой динамичный высокопроизводительный процесс, как лезвийная обработка резанием труднообрабатываемых авиационных сплавов для деталей силовых установок, а также их последующая обработка концентрированными потоками энергии (КПЭ): ионно-плазменная, лазерная и т. д. требует расширения возможностей метода АЭ. В статье представлены результаты экспериментальных исследований, в ходе которых изучались связи параметров сигналов АЭ с режимами лазерной, электроэрозионной и механической обработки; влияние варьирования режимов лазерных импульсов с регистрацией сигналов АЭ на морфологию обработанной поверхности и энергию внутренних связей структуры материала; влияние удельной амплитуды на разные инструментальные материалы, в том числе синтетические алмазы и высокоэнтропийные катоды – мишени для нанесения износостойких покрытий. 

Ключевые слова:

лезвийная обработка резанием, лазерная обработка, мониторинг технологических процессов, акустическая эмиссия, концентрированные потоки энергии, плотность мощности, пароплазменный факел, сверхтвердые материалы

Список источников

  1. Grigoriev S.N., Kozochkin M.P., Porvatov A.N., et al. Features of Changes in the Parameters of Acoustic Signals Characteristic of Various Metalworking Processes and Prospects for heir Use in Monitoring // Processes and Prospects for Their Use in Monitoring. Applied Sciences. 2024. Vol. 14. No. 1: 367. DOI: 10.3390/app14010367
  2. Grigoriev S.N., Kozochkin M.P., Porvatov A.N., et al. Acoustic Features of the Impact of Laser Pulses on Metal-Ceramic Carbide Alloy Surface // Sensors. 2024. Vol. 24. No. 16: 5160. DOI: 10.3390/s24165160
  3.  Seleznev M., Gustmann T., Friebel J., et al. In situ detection of cracks during laser powder bed fusion using acoustic emission monitoring // Additive Manufacturing Letters. 2022. Vol. 3: 100099. DOI: 10.1016/j.addlet.2022.100099
  4.  Wang H., Li B., Xuan F.Z. Acoustic emission for in situ process monitoring of selective laser melting additive manufacturing based on machine learning and improved variational modal decomposition // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2022. Vol. 122, pp. 2277-2292. DOI: 10.1007/s00170-022-10032-6
  5.  Григорьев С.Г.,  Козочкин М.П.,  Мастеренко Д.А. Акустический мониторинг технологических процессов обработки материалов концентрированными потоками энергии. М.: Издательские решения, 2024. 188 с.
  6.  Chua C., Liu Y., Williams R.J., et al. In-process and post-process strategies for part quality assessment in metal powder bed fusion: a review // Journal of Manufacturing Systems. 2024. Vol. 73. No. 2, pp. 75-105. DOI: 10.1016/j.jmsy.2024.01.004
  7.  Ma Z.X., Cheng P., Ning J., et al. Innovations in monitoring, control and design of laser and laser-arc hybrid welding processes // Metals. 2021. Vol. 11. No. 12: 1910. DOI: 10.3390/met11121910
  8.  Kundiya R., Pawade R., More S., et al. Acoustic emission signal correlation with micro-machining characteristics of Ti-6Al-4V alloy // International Journal on Interactive Design and Manufacturing. 2025. Vol. 19. No. 4, pp. 2909-2923. DOI: 10.1007/s12008-024-01956-2
  9.  Papananias M. Bayesian monitoring of machining processes using non-intrusive sensing and on-machine comparator measurement // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2025. Vol. 137. No. 3, pp. 1929-1942. DOI: 10.1007/s00170-025-15174-x
  10.  Schmidt L., Römer F., Böttger D., et al. Acoustic process monitoring in laser beam welding // Procedia CIRP. 2020. Vol. 94. No. 43, pp. 763-768. DOI: 10.1016/j.procir.2020.09.139
  11.  Prem P.R., Sanker A.P., Sebastian S., et al. A review on application of acoustic emission testing during additive manufacturing // Journal of Nondestructive Evaluation. 2023. Vol. 42. No. 4: 96. DOI: 10.1007/s10921-023-01005-0
  12.  Алтай Е., Кузиванов Д.О., Рождественский Д.А. и др. Методы фильтрации сигналов акустической эмиссии при контроле дефектообразования в процессе прямого лазерного выращивания изделий // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2023. Т. 66. № 10. С. 852-868. DOI: 10.17586/0021-3454-2023-66-10-852-868
  13.  Иванов В.И., Барат В.А. Акустико-эмиссионная диагностика. М.: Спектр, 2017. 362 с. (In Russ.).
  14.  Ciaburro G., Iannace G. Machine-learning-based methods for acoustic emission testing: a review // Applied Sciences. 2022. Vol. 12. No. 20: 10476. DOI: 10.3390/app122010476
  15.  Hassan F., Mahmood A.K., Yahya N., et al. State-of-the-art review on the acoustic emission source localisation techniques // IEEE Access. 2021. Vol. 9, pp. 101246-101266. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3096930
  16.  Ахметханов Р.С., Дубинин Е.Ф. Метод анализа акустических сигналов при диагностике композиционных материалов // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2020. № 2. С. 106-112. DOI: 10.31857/S0235711920020030
  17.  Самуйлов А.О. Модель оценки наличия и степени опасности дефектов на основе инвариантов акустической эмиссии // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 4. С. 94-103. DOI: 10.34759/vst-2022-4-94-103
  18.  Петрова Л.Г., Белашова И.С., Александров В.А. и др. О возможности получения наноструктурированных покрытий на стальных изделиях модифицированием поверхности // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 2. С. 75-82.
  19.  Григорьев С.Н., Волосова М.А., Мигранов М.Ш. и др. Эффективность наноструктурированных износостойких покрытий при высокоскоростном фрезеровании титановых сплавов // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 2. С. 188-195. DOI: 10.34759/vst-2023-2-188-195
  20. Рыжова Т.Б., Петронюк Ю.С., Мороков Е.С. и др. Применение акустических методов для выявления и характеризации предвестников тотального разрушения углепластика при экспериментальном исследовании прочности // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 4. С. 92-104. DOI: 10.34759/vst-2020-4-92-104

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2026