Автоматическая сварка, 2016, №02



2016 №02 (07)

DOI of Article 10.15407/as2016.02.01

2016 №02 (02)

---

Журнал “Автоматическая сварка», № 2/2016, с. 7-13
 

Расчетное и экспериментальное исследование статических и динамических вольт-амперных характеристик аргоновой дуги с тугоплавким катодом

В.Н. Сидорец, И.В. Кривцун, В.Ф. Демченко, И.В. Крикент, Д.В. Коваленко, И.В. Коваленко, А.Г. Павлов

ИЭС им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Для обоснованного выбора оптимальных режимов импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом необходимо исследовать динамику горения импульсной дуги. Предложенная ранее модель нестационарной дуги с распределенными параметрами из-за больших вычислительных затрат позволяет рассмотреть воздействие на дугу лишь единичного импульса тока, тогда как практический интерес представляет исследование динамических характеристик дуги при подаче пачек высокочастотных импульсов сварочного тока. В связи с этим представляет интерес разработка динамической модели дуги с сосредоточенными параметрами, которая не имеет ограничений с точки зрения объема вычислений и позволит с достаточной точностью прослеживать динамику изменения характеристик дуги с тугоплавким катодом при высокочастотной модуляции тока. Для сравнения эти же данные были получены расчетным методом на основе модели с распределенными параметрами. Постоянная времени столба дуги определялась исходя из расчетных данных динамики изменения напряжения на дуге, полученных при помощи модели с распределенными параметрами. В совокупности проведенный комплекс расчетных и экспериментальных исследований позволил отработать алгоритм использования модели с сосредоточенными параметрами и идентифицировать их. Приведены результаты экспериментальных исследований динамики изменения тока и напряжения дуги при высокочастотной импульсно-дуговой сварке неплавящимся электродом, которые сопоставляются с результатами расчета по модели с сосредоточенными параметрами. Библиогр. 14, табл. 1, рис. 8.
 
Ключевые слова: импульсно-дуговая сварка, сварка неплавящимся электродом, высокочастотные импульсы, динамические характеристики дуги, нестационарная дуга, столб дуги, аргоновая дуга, тугоплавкий катод
 
Поступила в редакцию 26.10.2015
Подписано в печать 04.02.2016
 

1. Гуревич С.М., Замков В.Н., Кушниренко Н.А. Повышение эффективности проплавления титановых сплавов при аргонодуговой сварке // Автомат. сварка. –1965. – № 9. – С. 1–4.
2. Ющенко K.A., Коваленко Д.В., Коваленко И.В. Применение активаторов при дуговой сварке вольфрамовым электродом в инертных газах (А-ТИГ ) сталей и сплавов // Там же. – 2001. – № 7. – С. 37–43.
3. Steen W.M., Eboo M. Arc augmented laser welding // Metal Construction. – 1979. – 11, № 7. – P. 332–335.
4. Lu S., Fujii H., Nogi K. Marangoni convection and weld shape variations in Ar-O2 and Ar-CO2 shielded GTA welding // Materials Science and Engineering: A. – 2004. – 380, № 1-2. – P. 290–297.
5. Кривцун И.В., Крикент И.В., Демченко В.Ф. Моделирование динамических характеристик импульсной дуги с тугоплавким катодом // Автомат. сварка. – 2013. – № 7. – С. 14–25.
6. Кривцун И.В., Демченко В.Ф., Крикент И.В. Модель процессов тепло-, массо- и электропереноса в анодной области и столбе сварочной дуги с тугоплаким катодом // Там же. – 2010. – № 6. – С. 3–11.
7. Sanders N.A., Pfender E. Measurement of anode falls and anode heat transfer in atmospheric pressure high intensity arcs // J. of Appl. Phys. – 1984. – 55, № 3. – P. 714–722.
8. Крикент И.В., Кривцун И.В., Демченко В.Ф. Моделирование процессов тепло-, массо- и электропереноса в столбе и анодной области дуги с тугоплавким катодом // Автомат. сварка. – 2012. – № 3. – С. 7–11.
9. Крикент И.В., Кривцун И.В., Демченко В.Ф. Моделирование электрической дуги с тугоплавким катодом и испаряющимся анодом // Там же. – 2014. – № 9. – С. 19–26.
10. Взаимодействие излучения СО 2-лазера с плазмой аргоновой дуги при гибридной (лазер+ТИГ ) сварке / И.В. Кривцун, И.В. Крикент, В.Ф. Демченко и др. // Там же. – 2015. – № 3-4. – С. 7–16.
11. Cathode Fall Voltage of TIG Arcs from a Non-equilibrium Arc Model / D. Uhrlandt, M. Baeva, R. Kozakov, G. Gott // IIW Essen, 12.09.2013, Group 212 – Physics of Welding. – 21 p.
12. Сидорец В.Н., Пентегов И.В. Детерминированный хаос в нелинейных цепях с электрической дугой. – Киев: Международная ассоциация «Сварка», 2013. – 272 с.
13. Трофимов Н.М. Синицкий Р.В. Динамические характеристики импульсной дуги при сварке в аргоне // Свароч. пр-во. – 1967. – № 8. – С. 18–19.
14. Соколов О.И., Гладков Э.А. Динамические характеристики свободной и сжатой сварочных дуг постоянного тока с неплавящимся электродом // Там же. – 1977. – № 4. – С. 3–5.