Автоматическая сварка, 2015, №11



2015 №11 (02)

2015 №11 (04)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 11, 2015, с. 32-38
 

Теплофизические особенности импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах (Обзор)

А.А. Сливинский, Л.А. Жданов, В.В. Коротенко

НТУУ «Киевский политехнический институт». 03056, г. Киев, пр-т Победы, 37. E-mail: o.slyvinsky@gmail.com)
 
Реферат
В работе рассмотрены основные проблемы развития и возможные перспективы дальнейшего совершенствования импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом в инертных газах. Приведены основные технологические возможности и теплофизические характеристики процесса в зависимости от вариаций параметров режимов сварки. Рассмотрены направления в развитии методов математического моделирования процесса сварки и возможные пути их совершенствования. Обоснована необходимость дальнейших исследований процесса для установления параметрических зависимостей и получения в инженерных и научных целях оптимальных режимов сварки импульсной дугой неплавящимся вольфрамовым катодом. Библиогр. 41, рис. 7.
 
Клчевые слова: импульсная TIG-сварка, термические циклы, жесткость режима, газодинамические характеристики, переходные процессы, дискретизация, разрядность, термопара, метод конечных элементов
 
Поступила в редакцию 28.07.2015
Подписано в печать 11.11.2015
 

1. Бродский А.Я. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом. – М.: Машгиз, 1956. – 398 с.
2. Петров А.В. Технология дуговой сварки в среде инертных газов: Справочник по сварке / Под ред. Е.В. Соколова. – М.: Машгиз, 1961. – Т 2. – С. 327–375.
3. Актуальные проблемы сварки цветных металлов: Сб. докл. 11 Всесоюз. конф. – Киев: Наук. думка, 1985. – 464 с.
4. Металловедение алюминиевых сплавов / Под ред. С.Т. Кишкина. – М.: Наука, 1985. – 239 с.
5. Руссо В.Л. Сварка алюминиевых сплавов в среде инертных газов. – Л.: Судпромгиз, 1962. – 163 с.
6. Шаханов С.Б. Теория и технология сварочного производства в ракетостроении: Учебное пособие; Балт. гос. техн. ун-т. – СПб., 2007. – 275 с.
7. Гуревич С.М., Замков В.Н., Кушниренко Н.А. Повышение эффективности проплавления титановых сплавов при аргонодуговой сварке// Автомат. сварка. – 1965. – № 9. – С. 1–7.
8. Алов А.А., Шмаков В.М. Аргонодуговая сварка с дополнительным потоком аргона // Свароч. пр-во. – 1962. – № 3. – С. 13–16.
9. Terry C.A., Tyler W.T. Inert-gas tungsten-arc welding // Weld. End Metal Fabr. – 1958. – № 2. – P. 58–61.
10. Патон Б.Е. Дальнейшее развитие систем автоматического управления и регулирования сварочных процесов // Автомат. сварка. – 1963. – № 5. – С. 1–6.
11. Размышляев А.Д., Патрикеев А.И., Маевский В.Р. Расчетное определение контура ванны при шагодуговой сварке толстолистового метала // Свароч. пр-во. – 1988. – № 5. – С. 35–37.
12. Вагнер Ф.А. Оборудование и способы сварки пульсирующей дугой. – М.: Энергия, 1980. – 118 с.
13. Network-based welding processes analysing, controlling and managing .pdf [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.ewm-group.com/ru/service/downloads/brochures-handouts-and-manuals/2698-ewm-xnet-brochure/download.html.
14. Weld+vision FRONIUS MAGAZINE Fronius 2002 P.11.pdf [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.fronius.com/cps/rde/xbcr/SID-76553F1D-04EC16FD /fronius_brasil/ 4000062136_weld_vision_Nr 9_en.pdf.
15. Петров А.В. Славин Г.А. Исследование технологических возможностей импульсной дуги // Свароч. пр-во. – 1966. – № 2. – С. 1–4.
16. Сливінський О.А., Бойко В.П., Препіяло А.О. Математичне моделювання теплових процесів аргонодугового зварювання тонколистової нержавіючої сталі феритного класу // Зварювання та споріднені процеси і технології: VІ Всеукр. міжгалуз. наук.-техн. конф. студентів, аспірантів та наук. співробітників, 29–31 трав. 2013 р.: матеріали конф. – Киев: НТУУ «КПІ», 2013. – С. 14.
17. Сливінський О.А., Коротенко В.В. Математичне моделювання теплових процесів імпульсного аргонодугового зварювання вольфрамовим електродом тонколистової нержавіючої сталі// Зварювання та споріднені процеси і технології: VІІ Всеукр. міжгалуз. наук.-техн. конф. студентів, аспірантів та наук. співробітників, 14–16 трав. 2014 р.: матеріали конф. – Киев: НТУУ «КПІ», 2014. – С. 19.
18. Ковалев И.М. Некоторые способы стабилизации неустойчивых дуг с неплавящимся электродом // Свароч. пр-во. – 1973. – № 6. – С. 3–5.
19. Ковалев И.М. Пространственная устойчивость движущейся дуги с неплавящимся катодом // Там же. – 1972. – № 8. – С. 1–3.
20. Финкельнбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. – М.: ИЛ, 1961. – 370 с.
21. Козаков Ю.М., Столбов В.И., Корягин К.Б. Отставание анодного пятна движущейся сварочной дуги // Свароч. пр-во. – 1986. – № 10. – С. 19–21.
22. Kim, D. and Rhee, S. Optimization of arc welding process parameters using a genetic algorithm // Welding J. – 2001. – July. – P. 184–189.
23. Giridharan P.K., Murugan N. Optimization of pulsed GTA welding process parameters for the welding of AISI 304L stainless steel sheets // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – January 2009. – 40, Is.5. – P. 478–489.
24. Babu S., Senthil Kumar T. Optimizing pulsed current gas tungsten arc welding parameters of AA6061 aluminium alloy using Hooke and Jeeves algorithm // Transaction of Nonferrous Metals Society of China. – 2008. – Vol. 18. – P. 1028–1036.
25. Chakravarthy M.P., Ramanaiah N., Sundara B.S. K. Siva Rao. Process parameters optimization for pulsed TIG welding of 70/30 Cu–Ni alloy welds using taguchi technique // Intern. Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering. – 2013. – 7, № 4. – P. 342–348.
26. Arivarasu M., Devendranath Ramkumar K, Arivazhagan N. Comparative studies of high and low frequency pulsing on the aspect ratio of weld bead in gas tungsten arc welded AISI 304L plates // Proc. Engineering. – 2014. – № 97. – P. 871–880.
27. Дятлов В.И. Вольт-амперная характеристика сжатой електрической дуги // Автомат. сварка. – № 1. – 1961.
28. Рабкин Д.М., Иванова О.Н. Исследование дуги при сварке вольфрамовым электродом // Там же. – № 5. – 1968. – С. 16–20.
29. Кривцун И.В. Моделирование динамических характеристик импульсной дуги с тугоплавким катодом // Там же. – 2013. – № 7. – С. 24.
30. Можливість використання аналогово-цифрового перетворювача для дослідження зварювальної дуги змінного струму / Л.А. Жданов, А.М. Сливінський, В.Т. Котик та ін. // Машинознавство. – 2003. – № 2. – С. 38–41.
31. Дослідження зварювальної дуги змінного струму за допомогою персонального комп’ютера / Л.А. Жданов, А.М. Сливінський, В.М. Коперсак та ін. // Наук. вісті НТУУ «КПІ». – 2004. – № 3. – С. 49–55.
32. Wu C.S., Gao J.Q. Analysis of the heat flux distribution at the anode of a TIG welding arc // Comput. Mater. Sci. – 2001. – 24. – P. 323–327.
33. Numerical simulation on interaction between TIG welding arc and weld pool / F. Lu, X. Tang, H. Yu, S. Yao. // Ibidi. – 2006. – 35. – P. 458–465.
34. Tanaka M., Lowke J.J. Predictions of weld pool profiles using plasma physics // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2007. – 40. – P. 1–23.
35. Traidia A, Roger F., Guyot E. Optimal parameters for pulsed gas tungsten arc welding in partially and fully penetrated weld pools // Int. J. Therm. Sci. – 2010. – 49. – P. 1197–1208.
36. Traidia A., Roger F. Numerical and experimental study of arc and weld pool behaviour for pulsed current GTA welding // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2011. – № 54. – P. 2163–2179.
37. Петров А.В. Применение метода источников для расчета тепловых процессов при импульсно-дуговой сварке // Физика и химия обработки материалов. – 1967. – № 5. – С. 15–25.
38. Вагнер Ф.А. Расчет температур в изделии при импульсной сварке с экспоненциальной формой импульса // Автомат. сварка. – 1975. – № 7. – С. 13–15.
39. Современные аспекты компьютерного моделирования тепловых, деформационных процессов и структурообразования при сварке и сопутствующих технологиях / С.Н. Киселев, А.С. Киселев, А.С. Куркин и др. // Свароч. пр-во. – 1998. – № 10. –С. 16–24.
40. Goldak J., A. Chakravarti, M. Bibby. A new finite element model for welding heat sources // Metallurgical Transactions. – 1984. – V. 15B. – P. 299–305.
41. Zhang Tong, Zheng Zhentai, Zhao Ru. A dynamic welding heat source model in pulsed current gas tungstenarc welding // J. of Materials Processing Technology. – Elsevier B.V. – 2013. – № 213. – P. 2329–2338.