Триває друк

2018 №02 (08) DOI of Article
10.15407/as2018.02.01 		2018 №02 (02)

Автоматичне зварювання 2018 №02


Журнал «Автоматическая сварка», № 2, 2018 г., с.5-10

Расчетная модель формирования неметаллических включений многослойной морфологии в металле сварного шва

Л. А. Тараборкин, В. В. Головко


ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Целью работы было создание расчетной модели для практического прогнозирования кинетики формирования многокомпонентных эндогенных неметаллических включений в металле сварного шва. Предложенная математическая модель представляет собой нестандартную нелинейную краевую задачу для системы диффузионных уравнений со специфическим условием на движущейся межфазной границе расплав–включение и учитывает кинетику и гетерогенность процесса в условиях реального термического цикла сварки. Созданная как компьютерная реализация разработанной модели расчетная программа позволяет оценивать в вычислительном эксперименте размер и состав оксидных эндогенных неметалических включений в зависимости от концентрационного и теплового режимов в сварочной ванне. Библогр. 10, рис. 2.
Ключевые слова: дуговая сварка, сварочная ванна, неметаллические включения, математическая модель, прогнозирование
Поступила в редакцию 18.12.2018
Подписано в печать 30.01.2018
 
Список литературы
  1. Губенко С. И., Парусов В. В., Деревянченко И. В. (2005) Неметаллические включения в стали. Днепр, АРТ-ПРЕСС.
  2. Ожигов Л. С., Митрофанов А. С., Рыбальченко Н. Д. и др. (2017) Влияние неметаллических включений в низколегированной углеродистой стали на ресурс трубопроводов АЭС. Вопросы атомной науки и техники, 4(110), 59–64.
  3. Мясникова А. А. (2012) Неметаллические включения и их влияние на качество сварных соединений при ручной дуговой сварке. Master’s Journal, 1, 50–54.
  4. Hong T., Debroy T., Babu S. S., David S. A. (2000) Modeling of Inclusion Growth and Dissolution in the Weld Pool. Metallurgical and materials transactions B, 31B, 1, 161–169.
  5. Kwon You-Jong, Zhang Jian, Lee Hae-Geon. (2008) A CFD-based Nucleation-growth-removal Model for Inclusion Behavior in a Gas-agitated Ladle during Molten Steel Deoxidation. ISIJ International, 48, 7, 891–900.
  6. Головко В. В., Тараборкин Л. А. (2016) Моделирование химического состава металла ванны при дуговых способах сварки. Автоматическая сварка, 1, 14–18.
  7. Hong T., DebRoy T. (2001) Time-temperature-transformation diagrams for the growth and dissolution of inclusions in liquid steels. Scripta Materialia, 44, 5, 847–852.
  8. Григорян В. А., Стомахин А. Я., Пономаренко А. Г. и др. (1989) Физико-химические расчеты электросталеплавильных процессов. Москва, Металлургия.
  9. Походня И. К., Демченко В. Ф., Демченко Л. И. (1979) Математическое моделирование поведения газов в сварных швах. Киев, Наукова думка.
  10. (2015) ДСТУ ISO 6847:2015 (ISO 6847:2013, IDT) Матеріали зварювальні. Наплавлення шару металу для хімічного аналізу.


Читати реферат українською

Л. А. Тараборкин, В. В. Головко
ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Розрахункова модель формування неметалевих включень багатошарової морфології в металі зварного шва
 
Метою роботи було створення розрахункової моделі для практичного прогнозування кінетики формування багатокомпонентних ендогенних неметалевих включень у металі зварного шва. Відповідна запропонована математична модель являє собою нестандартну крайову задачу для системи рівнянь типу реакційної дифузії зі специфічною умовою на рухомій міжфазній межі розплав–включення й ураховує кінетику та гетерогенність процесу в умовах реального термічного циклу зварювання. Створена як комп’ютерна реалізація розробленої моделі розрахункова програма дозволяє оцінювати в обчислювальному експерименті розмір і склад оксидних ендогенних неметалевих включень залежно від концентраційного й теплового режимів у зварній ванні. Бібліогр. 10, рис. 2.
 
Ключові слова: дугове зварювання, зварна ванна, неметалеві включення, математична модель, прогнозування

Read abstract and references in English

L.A. Taraborkin, V.V. Golovko
E.O. Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine. 11 Kazimir Malevich Str., 03150, Kyiv, Ukraine. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Calculation model of formation of nonmetallic inclusions of multilayer morphology in weld metal
 
The objective of the work was development of a calculation model for practical prediction of the kinetics of formation of multicomponent endogenous nonmetallic inclusions in weld metal. The proposed mathematical model is a nonstandard nonlinear boundary problem for a system of diffusion equations with the specific condition on the moving melt-inclusion interphase, and allows for the kinetics and heterogeneity of the process under the conditions of the real thermal cycle of welding. The calculation program developed as a computer realization of the developed model allows evaluation in a computational experiment the size and composition of oxide endogenous nonmetallic inclusions, depending on concentrational and thermal mode in the weld pool. 10 Ref., 2 Fig.
 
Keywords: weld pool, nonmetallic inclusions, mathematical model, prediction
References
  1. Gubenko, S.I., Parusov, V.V., Derevyanchenko, I.V. (2005) Nonmetallic inclusions in steel. Dnepr, ART-PRESS [in Russian].
  2. Ozhigov, L.S., Mitrofanov, A.S., Rybalchenko, N.D. et al. (2017) Influence of nonmetallic inclusions in low-alloy carbon steel on service life of NPP pipings. Voprosy Atomnoj Nauki i Tekhniki, 4(110), 59-64 [in Russian].
  3. Myasnikova, A.A. (2012) Nonmetallic inclusions and their influence on welded joint quality in manual arc welding. Master’s J., 1, 50-54.
  4. Hong, T., Debroy, T., Babu, S.S., David, S.A. (2000) Modeling of inclusion growth and dissolution in the weld pool. and Mater. Transact. B, 31B, 1, 161-169.
  5. Kwon Yu-Jong, Zhang Jian, Lee Hae-Geon (2008) A CFD-based nucleation-growth-removal model for inclusion behavior in a gas-agitated ladle during molten steel deoxidation. ISIJ Int., 48(7), 891-900.
  6. Golovko, V.V., Taraborkin, L.A. (2016) Modelling of chemical composition of weld pool metal in arc methods of welding. The Paton Welding J., 1, 12-16.
  7. Hong, T., Debroy, T. (2001) Time-temperature-transformation diagrams for the growth and dissolution of inclusions in liquid steels. Scripta Materialia, 44(5), 847-852.
  8. Grigoryan, V.A., Stomakhin, A.Ya., Ponomarenko, A.G. et al. (1989) Physical-chemical calculations of electric steelmaking processes. Moscow, Metallurgiya [in Russian].
  9. Pokhodnya, I.K., Demchenko, V.F., Demchenko, L.I. (1979) Mathematical modeling of gas behavior in welds. Kiev, Naukova Dumka [in Russian].
  10. (2015) DSTU ISO 6847:2015 (ISO 6847:2013, IDT): Welding consumables. Deposition of a weld metal pad for chemical analysis [in Ukrainian].