ОЦІНКА ГЕОМЕТРІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗОНИ ПРОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ ЕЛЕКТРОДУГОВОМУ НАПЛАВЛЕННІ НА ОСНОВІ КОНДУКТИВНОГО ТЕПЛОПЕРЕНОСЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990212019187267Ключові слова:
електродугове наплавлення, геометричні параметри зони проплавлення, точкове джерело тепла, параметри режиму, перенесення електродного металуАнотація
Процеси електродугового наплавлення, володіючи рядом технологічних переваг перед іншими видами створення і зміцнення робочих і захисних шарів виробів, є одним з чільних місць в галузевих технологіях відновлення. Проте накопичений досвід і досягнутий на сьогоднішній день рівень знань про ці технологічні процеси явно недостатній для подальшого розширення їх сфери застосування та підвищення якості наплавлених виробів. Тому необхідною є оцінка геометричних параметрів зони проплавлення при електродуговому наплавленні на основі кондуктивного теплопереносення. Такий аналіз в даний час не був виконаний. У даній роботі виконана оцінка розрахункових методик для визначення геометричних параметрів зони проплавлення при електродуговому наплавленні на основі кондуктивного теплопереносення. У зв'язку з цим розрахунки геометричних параметрів зварювальної ванни в залежності від параметрів режиму наплавлення були проведені для різних варіантів захисного середовища: під флюсом і в захисних газах - СО2, Аr і суміші 80 % Ar + 20 % СО2. Розрахунки виконували з впровадженням схеми рухомого точеного джерела тепла на поверхні напівнескінченного тіла. Також представлені розрахунки з впровадженням схеми швидкого руху точкового джерела на поверхні напівнескінченного тіла. Розрахункові контури проплавлення визначені для процесу електродугового наплавлення дротом Св-08А діаметром dе = 5 мм під флюсом АН-60 на поверхню пластин з маловуглецевої стали Ст3 товщиною 25 ÷ 30 мм (схема напівнескінченного тіла). Отримані розрахунковим шляхом форми контурів зварювальної ванни значно відрізняються від експериментальних. Розрахункові значення zmax спостерігаються на відстані х = 20 ÷ 30 мм від осі дуги, в той час як за експериментальними даними, максимальне проплавлення hпр=zmax спостерігається на відстані х =0÷5 мм. Розрахункові значення zmax значно (в 1,5 - 2,0 рази) більше, ніж експериментальні значення. Показано, що розрахунковим шляхом можна отримати достовірні дані тільки в ширині наплавлених валиків і довжині ванни. Тобто, розрахункові дані в розмірах зони проплавлення збігаються з експериментальними тільки на рівні поверхні основного металу (z = 0), а розрахункові дані в глибині цієї зони значно відрізняються від експериментальних даних. Для розрахунку глибини зони проплавлення при дуговому наплавленні необхідно використовувати методики, в яких враховується перенесення електродний металу в ванну.Посилання
Багрянский, К. В. Теория сварочных процессов / К. В. Багрянский, З. А. Добротина, К. К. Хренов. – М. : Высшая школа, 1976. – 424 с.
Теория сварочных процессов / под ред. В. В. Фролова. – М. : Высшая школа, 1988. – 559 с.
Размышляев, А. Д. Магнитное управление формированием швов при дуговой сварке / А. Д. Размышляев. – Мариуполь: ПГТУ, 2000. – 245 с.
Варуха, Е. Н. Расчет глубины проплавления изделия при сварке в углекислом газе / Е. Н. Варуха, А. А. Морозов // Автоматическая сварка. – 2002. – № 8. – С. 20–23.
Беляев, Н. М. Методы теории теплопроводности : в 2 ч. Ч. 2 / Н. М. Беляев, А. А. Рядно. – М. : Высшая школа, 1982. – 304 с. Karkhin, A. V. Thermal Processes in Welding / A. V. Karkhin. – Singapore : Springer, 2019. – 492 р. – Mode of access: https://www.springer.com/gp/book/9789811359644#aboutBook Saito, K. Influence of the oxide film on the weld penetration phenomena of stainless steel / K. Saito // Memoirs of Fukui university of technology. – 1995. – Vol. 25, pt. 1. – P. 89–96. Park, H. Analysis of weld geometry considering the transferring droplets in gas metal arc welding / H. Park, S. Rhee // JSME international Journal (series C). – 2001. – Vol. 44, N 3. – P. 856–862.
Hirano, T. 3D-Numerical Model Predicting Penetration Shape by Molten Pool Convection / T. Hirano, Y. Hirata // Transactions of JWRI. – 1993. – Vol. 22, N 1. – P. 17–23.
