РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОВАРА ТОЧКИ, НАПЛАВЛЕННОЙ НЕПОДВИЖНОЙ ДУГОЙ

  • Владимир Петрович Сидоров Тольяттинский государственный университет
  • Анна Викторовна Мельзитдинова Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: наплавка, провар, диаметр точки, сварочная дуга

Аннотация

Современные программные комплексы, моделирующие процесс сварки, не охватывают всей ее специфики. Например, они слишком громоздки для применения при автоматическом регулировании провара по математической модели. Для этой цели предлагается использовать математическую модель распространения тепла в деталях от нормально-кругового источника тепла, действующего на поверхности плоского слоя. Коэффициенты такой модели должны определяться по экспериментам, приближенным к условиям решаемой задачи (метод приведения). Представлены результаты наплавки точек на пластине из высоколегированной стали 12Х18Н10Т толщиной 4 мм на весу. Для записи во времени тока сварочной дуги в среде аргона с неплавящимися электродами использовали регистратор. Относительные отклонения диаметров точек от среднего значения проверяли на соответствие закону нормального распределения. Установлено, что отклонения формы точек от окружности не отвечают этому закону. По средним диаметрам полученных точек проводили прогнозирования глубины провара, которую определяли по макрошлифам с увеличением 20. При этом использовали несколько значений осевого теплового потока источника тепла: 2800, 3500 и 4200 Вт/см2. Значение коэффициента температуропроводности принималось по литературным данным усредненным а=0,04 см2/с. По диаметрам точек рассчитывали эффективную мощность сварочной дуги и удельную эффективную мощность на 1 А сварочного тока. По средней удельной мощности рассчитывали глубину проплавления точек. Наилучшая сходимость расчетных и опытных данных получена при осевом тепловом потоке 2800 Вт/см2 и составляет в среднем около 5 % по абсолютной величине. Аналогичные результаты получены при прогнозировании диаметров точек по глубине провара. Таким образом, разработана методика определения трех коэффициентов модели для использования их при автоматическом регулировании процесса сварки.

Биографии авторов

Владимир Петрович Сидоров, Тольяттинский государственный университет

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы»

Анна Викторовна Мельзитдинова, Тольяттинский государственный университет

магистр, старший преподаватель кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы»

Литература

Ghosh A., Chattopadhyay H. Mathematical modeling of moving heat source shape for submerged arc welding process // International journal of advanced manufacturing technology. 2013. Vol. 69. № 9-12. Р. 2691–2701.

Bychkov V.M., Nikiforov R.V. Computer modeling of localised heat treatment of girth welds // Journal of Engeneering Science and Technology Reviev. 2015. Vol. 8. № 6. P. 54–56.

Olshanskaya T.V., Salomatova E.S., Trushnikov D.N. Simulation of thermal processes at electron-beam welding witch beam splitting // Global Journal of Pure and Applied Mathematics. 2016. Vol. 12. № 4. P. 3525–3534.

Мелюков В.В., Козлов В.А., Тарабукин Д.А., Чернов А.М. Определение параметров режима сварки методом обратной задачи // Сварка и диагностика. 2014. № 3. С. 29−31.

Киселев А.С., Гордынец А.С. Влияние параметров режима на пространственную устойчивость дуги при сварке алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в среде аргона // Вестник науки Сибири. 2013. № 4. С. 61–66.

Петров П.Ю. Установление зависимости формы выпуклости сварного шва от параметров режима сварки // Интеллектуальные системы в производстве. 2018. Т. 16. № 1. С. 58–66.

Кархин В.А. Тепловые процессы при сварке. СПб.: Политехн. ун-т, 2015. 572 с.

Сидоров В.П., Хурин С.А. Двухдуговая двусторонняя сварка неплавящимися электродами в аргоне. Тольятти: ТГУ, 2015. 191 с.

Сидоров В.П., Мельзитдинова А.В. Допустимые отклонения параметров дуговой односторонней сварки // Сварка и диагностика. 2016. № 3. С. 49–52.

Sidorov V.P., Melsitdinova A.V. Determination of permissible deviations of the two-sided arc welding conditions // Welding International. 2016. Vol. 31. № 3. P. 221–224.

Цвелев Р.В. Оценка погрешностей воспроизведения температурного поля при сварке под флюсом на основе эквивалентного источника теплоты // Сварочное производство. 2013. № 6. С. 11–15.

Шахматов М.В., Яковлев Д.С. Моделирование тепловых процессов при многодуговой сварке // Сварка и диагностика. 2015. № 2. С. 49–53.

Казаков Ю.В., Потехин В.П., Кувшинова Н.Н. Температурное поле при экзотермической заварке дефектов литья // Сварка и диагностика. 2016. № 1. С. 31–33.

ССДЦ.683152.001РЭ. Руководство по эксплуатации аппаратно-программного комплекса для регистрации процессов дуговой сварки при аттестации в сварочном производстве. Тольятти: СССЦ Дельта, 2016. 78 с.

Захаров Ю.В. Математическое моделирование технологических систем. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2015. 84 с.

Савинов А.В., Полесский О.А., Лапин И.Е., Лысак В.И., Чудин А.А., Красиков П.П. Проплавляющая способность дуги переменного тока с прямоугольной формой импульсов // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 135–141.

Паршин С.Г. Наноструктурированные и активирующие материалы для дуговой сварки. СПб.: Политехн. ун-т, 2013. 624 с.

Мелюков В.В., Максимов А.Е. Управление тепловым процессом кристаллизации в сварочной ванне // Сварка и контроль – 2018: сборник трудов Международной научно-технической конференции. Пермь: ПНИПУ, 2018. С. 207–215.

Гладков Э.А., Бродягин В.Н., Перковский Р.А. Автоматизация сварочных процессов. М.: МГТУ им Н.Э. Баумана, 2014. 421 с.

Сидоров В.П., Мельзитдинова А.В. Способ автоматического регулирования глубины проплавления при автоматической дуговой сварке: патент РФ № 2613255, 2017.

Смирнов И.В. Пространственно-параметрическое управление тепловложением при дуговой сварке // Сварка и диагностика. 2013. № 4. С. 10–13.

Опубликован
2018-12-24
Выпуск
Раздел
Технические науки