Automatic Welding, 2010, №10



2010 №10 (10)

2010 №10 (02)

---

«Автоматическая сварка», № 10, 2010 с. 5-9
 
АДЕКВАТНОСТЬ ТЕРМОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СКВОЗНОГО ПРОПЛАВЛЕНИЯ ПРИ ТИГ И А-ТИГ СВАРКЕ НИКЕЛЕВОГО СПЛАВА NIMONIC-75
 
Авторы
Д. В. КОВАЛЕНКО¹, инж., Д. А. ПАВЛЯК², инж., В. А. СУДНИК², д-р техн. наук, И. В. КОВАЛЕНКО¹, инж. (1 Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины; 2Тульский гос. ун-т, РФ)
 
Реферат
Представлены результаты экспериментов по формированию шва при сварке ТИГ и А-ТИГ сплава Nimоnic-75 и компьютерной имитации влияния конвекции расплава на форму шва в виде «песочных часов». Эксперименты выполнены с применением активирующего флюса PATIG Nim-75-А и без него на пластинах толщиной 3,15 мм. Адекватность модели оценивали путем сопоставления размеров реальных и имитационных шлифов. Проанализированы причины рециркуляционных течений. Выявлено совпадение экспериментальных и расчетных данных.
 
Ключевые слова: сварка ТИГ И А-ТИГ, никелевый сплав, проплавление, математическая модель, адекватность математической модели
 
Поступила в редакцию 20.07.2010
Опубликовано 09.09.2010
 
1. Гуревич С. М., Замков В. Н., Кушниренко Н. А. Повышение эффективного проплавления при аргонодуговой сварке // Автомат. сварка. — 1965. — № 9. — С. 1–4.
2. Гуревич С. М., Замков В. Н. Некоторые особенности сварки титана неплавящимся электродом с применением флюсов // Там же. — 1966. — № 12. — С. 12–16.
3. Влияние активирующих флюсов на проплавляющую способность сварочной дуги и концентрацию энергии в анодном пятне / О. Е. Островский, В. Н. Крюковский, Б. Б. Бук и др. // Свароч. пр-во. — 1977. — № 3. — С. 3–4.
4. Савицкий М. М., Лесков Г. И. Механизм влияния электроотрицательных элементов на проплавляющую способность дуги с вольфрамовым катодом // Автомат. сварка. — 1980. — № 9. — С. 17–22.
5. Замков В. Н., Прилуцкий В. П. Распределение плотности тока в анодном пятне при дуговой сварке титана // Там же. — 1987. — № 3. — С. 19–22.
6. Heiple C. R., Roper J. R. Mechanisms for minor element effects on GTA fusion zone geometry // Welding J. — 1982. — 61, № 4. — P. 97–102.
7. The surface tension of 304 and 316 type steels and their effects on weld penetration / K. S. Mills, B. I. Keene, R. F. Brooks, A. Olusanya // Conf. «Centenary of metallurgy teaching ». — Glasgow, 1984. — P. 1–11.
8. Oreper G. M., Eagar T. W., Szekely J. Convection in arc weld pools // Welding J. — 1983. — 62, № 11. — P. 307–312.
9. Zhao Y. The study of surface-active element oxygen on flow patterns and penetration in A-TIG welding // Metall. Mater. Trans. B. — 2006. — 37, № 6. — P. 485–493.
10. Tanaka M. Effect of surface active elements on weld pool formation using TIG arcs // Welding Intern. — 2005. — 19, № 11. — P. 870–876.
11. Zhang R. H., Fan D. Numerical simulation of effects of activating flux on flow patterns and weld penetration in A-TIG welding // Sci. Techn. of Welding and Joining. — 2007. — 12, № 1. — P. 15–23.
12. Wang Y., Shi O., Tsai H. L. Modelling of the effects of surfaceactive elements on flow parrens and weld pool penetration // Metal. Mater. Trans. B. — 2001. — 32, № 2. — P. 145–161.
13. Experimental studies and mathematical modelling of metal penetration in TIG and A-TIG stationary arc welding / K. A. Yushchenko, D. V. Kovalenko, I. V. Krivtsun et al. — S. l. [2008]. — 18 p. (Intern. Inst. of Welding; Doc. 212-1117–2008).
14. А-ТИГ сварка никелевого сплава НИМОНИК-75 / К. А. Ющенко, И. В. Коваленко, Д. В. Коваленко и др. // Сварщик. — 2000. — № 4.— С. 26–27.
15. Lucas W., Howse D. Activating flux — increasing the performance and productivity of the TIG and plasma processes // Welding & Metal Fabrication. — 1996. — 65, № 1. — P. 11–17.
16. Howse D., Lucas W. Investigation into arc constriction by active fluxes for tungsten inert gas welding // Sci. and Techn. of Welding and Joining. — 2000. — 5, № 3. —P. 189–193.
17. Perry N., Marya S., Soutif E. New perspectives of flux assisted GTA welding in titanium structures // Conf. proc. — S.l., 1999. — P. 55–62.
18. Effect of flux containing fluorides on TIG welding process / S. Leconte, P. Pillard, P. Chaelle et al. // Sci. and Techn. Of Welding and Joining. — 2007. — 12, № 2. — P. 120–126.
19. Контракция дуги флюсом при сварке вольфрамовым электродом в аргоне / Б. Е. Патон, В. Н. Замков, В. П. Прилуцкий, П. В. Порицкий // Автомат. сварка. — 2000. — № 1. — С. 3–9.
20. Marangoni convection and weld pool shape variation in ATIG welding process / Y. L. Xu, Z. B. Dong, Y. H. Wei, C. L. Yang // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. — 2007. — 48. — P. 178–186.
21. Sudnik W., Radaj D., Erofeev W. Validation of computerized simulation of welding processes // Mathematical-Modelling of weld phenomena 4. — London: IOM Communications, 1998. — P. 477–493.
22. Ерофеев В. А., Карпухин Е. В., Судник В. А. Компьютерная имитация нестационарной лазерной сварки. Компьютерные технологии в соединении материалов // Сб. науч. тр. 3-й Всерос. науч.-техн. конф., г. Тула, 9–11 окт. 2001 г. — ТулГУ, 2001. — С. 111–118.
23. B5 HR 20–72. Specification for nickel-chromium-titanium heat-resisting alloy plate, sheet and strip. — Великобритания.
24. Numerical modelling of the EBW process / V. A. Sudnik, V. A. Erofeev, K.-H. Richter, K.-U. Heins // Computer Techn. in Welding and Manufacturing. — Kiev: Paton Electric Welding Institute, 2006. — P. 295–300.
25. Nicrofer 2520-alloy 75. Material Data Sheet. — ThessenKrupp VDM. — № 4035.
26. Unsteady interfacial phenomena during inward weld pool flow with an active surface oxide / C. X. Zhao, V. van Steijn, L. M. Richardsonet et al. // Sci. and Techn. of Welding and Joining. — 2007. — 14, № 2. — P. 132–140.