Автоматическая сварка, 2014, №06



2014 №06 (37)

2014 №06 (39)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 6-7, 2014, с. 182-194
 

РАЗНОТОЛЩИННОСТЬ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОКРЫТИЙ КАК СЛЕДСТВИЕ ЭЛАСТИЧЕСКОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ОБМАЗОЧНЫХ МАСС В СОСТОЯНИИ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО НАПОРНОГО ПОТОКА

А. Е. МАРЧЕНКО

ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. Е-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Обобщены и проанализированы результаты выполненных в ИЭС им Е. О. Патона исследований технологических свойств обмазочных масс, ответственных за появление разнотолщинности электродных покрытий. Исследования проведены с применением капиллярного вискозиметра постоянных расходов – реометра с электромеханическим приводом, в котором можно воспроизвести условия экструзионного нанесения обмазок на электродные прутки, характерные для промышленных электрообмазочных прессов. Так, удельное давление на обмазку в состоянии стационарного течения достигает 60-75 МПа, средний градиент скорости сдвига ступенчато регулируется в пределах от 1,0 до 5,0ċ10³ с^-1, а для отдельных видов обмазки — до 65ċ10³ с^-1. Исследовали обмазки для рутиловых, низководорродных и целлюлозных электродов, отличающиеся широким диапазоном показателей консистенции. Наряду со сдвиговой и продольной вязкостью оценивали диапазон изменения величины их модуля сдвиговой упругости, периода релаксации, критерия эластической турбулентности Рейнольдса, упругого потенциала и обратимой (упругой) деформации. Полученные результаты проанализированы с позиций существующей феноменологической теории эластической турбулентности полимерных материалов, сочетающих в себе вязкие и упругие свойства. В течение многих лет она с успехом используется в реологии расплавов и растворов высокомолекулярных соединений для решения технологических проблем их экструзионной переработки. Проанализированы варианты эластической турбулентности, выявленные в капиллярной и предкапиллярной зоне. Показана качественная связь этого явления с появлением и характером проявления разнотолщинности покрытия при реальном экструзионном нанесении обмазки на электродные прутки. Библиогр. 24, табл. 4, рис. 9.
 
Ключевые слова: дуговая сварка, покрытые электроды, разнотолщинность покрытий, обмазочные массы, вязкость, модуль упругости, эластическая турбулентность
 
Поступила в редакцию 22.04.2014
Опубликовано 29.05.2014
 
1. Марченко А. Е. Разнотолщинность покрытия как индикатор состояния процесса и качества изготовления сварочных электродов // Электродное производство на пороге нового тысячелетия: Материалы науч.-техн. семинара (С.-Петербург, 22–26 мая 2000 г)». – Череповец: Ассоциация «Электрод», 2000. – С. 124–125.
2. Ворновицкий И. Н. Разнотолщинность покрытия – основной показатель качества электродов // Свароч. пр-во. – 1989. – № 4. – С. 7–19.
3. Majasaka K., Oshiba F., Akamatsu T. Effect Eccentricity of the coating upon the Deposition of Weld Metal // J. Japan Welding Soc. – 1982. – № 7. – P. 47–55.
4. Овчинников В. А., Баженов В. В. Влияние геометрии электродных покрытий и наличия дефектов в нем на надежность защиты плавящегося металла от воздействия воздуха // Свароч. пр-во. – 1978. – № 5. – С. 39–40.
5. Походня И. К., Макаренко В. Д., Миличенко С. С. Влияние эксцентричности покрытия на сварочно-технологические свойства электродов и качество наплавленного металла // Автомат. сварка. – 1985. – № 11. – С. 20–22.
6. Cтепаносов А. Р. Экспертная оценка причин разнотолщинности покрытия сварочных электродов // Свароч. пр-во. – 1989. – № 4. – С. 7–9.
7. Белкин И. М., Виноградов Г. В., Леонов А. И. Ротационные приборы. Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов. – М.: Машиностроение, 1967. – 272 с.
8. Виноградов Г. В., Малкин А. Я. Реология полимеров. – М.: Химия, 1977. – 440 с.
9. Марченко А. Е., Гнатенко М. Ф. Особенности течения электродных обмазочных масс, обнаруженные капиллярным пластометром / Информ. материалы СЭВ . Координац. центр по пробл. «Развитие научных основ и разработка новых технологических процессов сварки, наплавки и термической резки материалов и сплавов для получения сварных конструкций и создания эффективных сварочных материалов и оборудования»). – Киев, 1980. – Вып. 1. – С. 106–117.
10. Bagley E. B. End Correction in the Capillary Flow of Polyethylene // J. Appl. Phys. – 1957. – 28, № 5. – P. 624–627.
11. Cogswell F. N. Converging flow of polymer melts in extrusion dies // Polym. Eng. and Sci. 1972. – 12, № 2. –P. 64–68.
12. Марченко А. Е. О реологических свойствах электродных обмазочных масс в конвергентной зоне при опрессовке электродов // Сб. докл. IV Междунар. конф. по сварочным материалам стран СН Г: «Сварочные материалы. Разработка. Технология. Производство. Качество. Конкурентоспособность». – Краснодар, 2011. – С. 223–232.
13. Shoff R. N., Cancio L.V., Chida M. Extrusial flow of polimer melts // Trans. Soc. Rheol. – 1977. – 21, № 3. –P. 429–434.
14. Хан Ч. Д. Реология в процессах переработки полимеров. – М.: Химия, 1979. – 368 с.
15. Малкин А. Я., Леонов А. И. О критериях неустойчивости режимов сдвиговых деформаций упруго-вязких полимерных систем // Докл. АН СССР . – 1963. – 151, № 2. – С. 380–383.
16. Philippoff W., Gaskins F. H. The сapillary experiment in rheology // Trans. Soc. Rheol. – 1958. – P. 263–284.
17. Соколов Е. В. Электроды с качественным покрытием и их производство // Автоген. дело. – 1950. – № 11. – С. 26–29.
18. Клементов В. И. Жидкое стекло, как материал электродных покрытий для электродуговой сварки: Дис. … канд. – М., 1953. – 186 с.
19. Состояние и перспективы совершенствования технологии и оборудования для производства сварочных электродов / А. Е. Марченко, Н. В. Скорина и др. // Сб. докл. Всесоюз. конф. по сварочным материалам в 2-х частях (Киев, 31 окт.–3 нояб.). – Ч. 2-я. – С. 210–250.
20. Марченко А. Е., Шкурко С. А. Контроль электродных обмазочных масс коническим пластометром // Электроды и флюсы для электродуговой сварки: Материалы к краткосрочному семинару 12–14 марта 1973 г. – Ленинград: ЛДНИ , 1973. – С. 22–32.
21. Бибик Е. Е. Реология дисперсных систем. – Л.: Изд-во: ЛГУ, 1981. – 172 с.
22. Исследование вязкости жидких стекол при давлении опрессовки электродов / А. Е. Марченко, Н. В. Скорина, З. А. Сидлин, В. П. Костюченко // Новые сварочные и наплавочные материалы и их применение в промышленности: Материалы науч.-техн. семинара, посвященного 100-летию со дня рождения К. В. Петраня (С.-Петербург, 19–20 мая 1992). – С.-Петербург, 1992. – С. 43–49.
23. Mitsubishi N., Aoyagi Y. Non-newtonian fluid flow in an eccentric annulus // J. Chem. Eng. of Japan. – 1973. – 6, № 5 – P. 402–408.
24. Марченко А. Е., Гнатенко М. Ф. Особенности формирования разнотолщинности покрытия, обнаруженные осциллографированием // Междунар. науч.-техн. конф. «Металлургия сварки и сварочные материалы (С.-Петербург, 1–2 июня 1992 г.): Тез. докл. – С.-Петербург, 1993. – С. 98–100.