Автоматичне зварювання, 2003, №10




Славный юбилей 3
Патон Б. Е. Современные направления исследований и разработок в области сварки и прочности конструкций 7
Представлен ряд разработок, выполненных в последние годы ИЭС им. Е. О. Патона. В частности, гибридные способы сварки, активация процессов в сварочной ванне микродозами химических элементов, электродуговая сварка закладным электродом, установки для контактной и электронно-лучевой сварки, новые припои и флюс для пайки, разработанные новые конструкционные материалы. Отмечено, что существенно возросла доля конструкций сооружений и оборудования, приближающихся к своему критическому возрасту. В этой связи актуальной является проблема достоверной оценки остаточного ресурса конструкций с привлечением средств неразрушающего контроля и технической диагностики - голографии и ширографии. Рассмотрены технология и инструмент для сварки живых тканей.
Лобанов Л. М., Кирьян В. И., Шумицкий О. И. Пятьдесят лет мосту им. Е. О. Патона 14
Рассмотрены решенные под руководством Е. О. Патона проблемы сварного мостостроения на начальном этапе его становления, завершившегося 50 лет назад сооружением уникального цельносварного моста через р. Днепр в г. Киеве. На базе заложенных при проектировании моста им. Е. О. Патона основополагающих принципов конструирования и установленных главных причин раннего зарождения трещин усталости в элементах типовых пролетных строений показаны пути обеспечения нормативного срока службы цельносварных мостов. Определяющими признаны конструктивные решения пролетного строения и сварных узлов, исключающие возникновение в них дополнительных напряжений и вибраций. Важную роль в предотвращении разрушений играет выбор стали, технологии сварки и обработки сварных соединений.
Семенов Ю. П. Космические технологии на рубеже веков: итоги и перспективы 23
Представлены основные научно-технические достижения РКК "Энергия" им. С. П. Королева за последнее десятилетие как иллюстрация успехов ракетно-космической отрасли на международном рынке передовых наукоемких технологий в интересах освоения космического пространства в ХХI веке. Эти достижения были бы немыслимы без решения многообразных проблем сварки вместе с ведущей организацией в этой области - ИЭС им. Е. О. Патона.
Олсон Д. Л., Метцбауэр Э., Лиу С., Парк И. Д. Прогнозирование свойств металла шва повышенной прочности 32
Рассмотрены особенности фазовых превращений в низкоуглеродистых и низколегированных швах повышенной прочности. При прогнозе свойств металла швов важен учет не только химического состава их, но и скорости охлаждения ((t8/5), содержания кислорода, особенностей кристаллизации, а также включений. Предложены эмпирические выражения для прогнозирования механических свойств металла швов, в том числе полученных в условиях многопроходной сварки. Обсужддается аналитический подход, позволяющий быстро выбрать состав расходуемого материала для сварки определенных сталей.
Лякишев Н. П., Николаев А. В. Металлургия стали: особенности производства в XX в., проблемы и прогноз дальнейшего развития 40
Рассмотрены основные этапы развития металлургического производства стали в ХХ веке и сформулированы геополитические факторы, определяющие его развитие. Показана определяющая роль энергопотребления аглодоменного производства -в энергетическом балансе завода полного цикла. Рассмотрены альтернативные процессы изготовления стали. Существенное снижение энергопотребления может быть достигнуто при объединении нескольких технологий. Перспективна выплавка стали и выработка товарной тепловой и электрической энергии по технологии плазменного электрометаллургического комплекса. Намечены пути развития металлургии в ХХI в.
Хофе фон Д., Шамбах Б. Новый стандарт ISO 3834: требования к качеству сварки плавлением и контактной сварки металлических материалов 48
Рассмотрена история разработки стандартов серии ISO 9000 по системе управления качеством и степень соответствия их более новому стандарту ISO 3834:1994 и EN 729:1994. Отмечены приоритеты, связанные с пересмотром стандарта ISO 3834 для принятия усовершенствованного стандарта ISO ТС 44 SC 10 "Унификация требований в области сварки металла".
Горынин И. В., Ильин А. В., Баранов А. В., Леонов В. П. Проблемы обеспечения прочности и ресурса морских ледостойких стационарных платформ шельфа Арктики 52
Для обеспечения эксплуатационной надежности корпусных конструкций морских стационарных платформ шельфа России необходимо выполнение комплекса требований к качеству сварных соединений, гарантирующих предотвращение циклических и хрупких разрушений. Анализируются проблемы, возникающие при использовании подходов зарубежных специалистов к обоснованию этих требований и предлагаются пути их решения на основе методов физического моделирования процессов разрушения. Результаты исследований реализованы в нормативных и методических документах Регистра РФ и использованы при сертификации материалов и технологических процессов сварки для конструкций шельфа.
Кидзи Н., Кобаяси К., Исии Д., Ямаока Х. Разработка высокоэф- фективных способов дуговой сварки и их применение 59
Описаны разработанные и нашедшие применение при создании различных конструкций высокоэффективные методы двухдуговой сварки ТИГ и сварки МАГ на высокоамперном переменном токе. Эти методы позволяют выполнять сварку с использованием высоких токов и достигать значительной скорости наплавки по сравнению с обычными методами сварки. Для способа А-ТИГ разработана эффективная технология сварки толстолистового металла.
Алешин Н. П. Новые информационные системы неразрушающего контроля и диагностики сварных конструкций 64
Описаны новые приборы, обеспечивающие получение информации о внутренней структуре изделия и его дефектах. Акустоэмиссионные системы позволяют идентифицировать такие опасные источники, как пластической деформации, зарождение и развитие трещин, коррозионные повреждения. Ультразвуковой томограф регистрирует информацию о конфигурации, размерах, ориентации дефектов. Для измерения объемных двухосных напряжений предлагается использовать спектрально-акустические системы контроля. Описано новое решение практической задачи по созданию технологии аппаратуры для неразрушающего контроля аустенитных сварных швов в соединениях толщиной от 5 до 100 мм.
Пилярчик Я., Банасик М. Технологическое применение электронного и лазерного пучков 70
Описаны результаты научно-исследовательской и технологической работы в области электронно-лучевой сварки и лазерных технологий резки и сварки, проводимых в Институте в Гливицах. Даны характеристики разработанного оборудования и примеры использования технологий в машиностроительной и автомобильной отраслях промышленности. Рассмотрен опыт сотрудничества института с научными центрами и промышленными компаниями в области отмеченных технологий.
Гао Х., Ву Л., Донг Х. Исследование механизма проплавления при двухсторонней сварке ТИГ 77
Путем теоретического анализа, экспериментирования и численного моделирования исследован механизм проплавления двухсторонней сварки ТИГ. Результаты показывают, что сварочный ток проходит непосредственно сквозь зону сварки, ведет к концентрированному распределению тока, формирует более сильное электромагнитное поле и вызывает более сильное течение жидкости в сварочной ванне, что способствует проплавлению. В процессе двухсторонней сварки ТИГ при частичном проплавлении шва между нижними частями двух сварочных ванн образуется зона накопления тепла, где температура может быстро повышаться даже при небольшом количестве подводимого тепла. В нижней сварочной ванне выталкивающая сила создает поток, направленный внутрь, который может перемещать горячую жидкость с поверхности сварочной ванны в ее нижнюю часть, формируя, таким образом глубокую сварочную ванну.
Белоев М., Хартунг Ф., Лолов Н., Александров Б. Влияние структурыи фазового состава на коррозионную стойкость сварных соединений дуплексных нержавеющих сталей 82
Рассмотрены состав, структура, металлургические свойства современных дуплексных нержавеющих сталей. Показано влияние легирующих элементов, фазового состава сталей, а также термического цикла сварки на механические свойства и коррозионную стойкость различных участков сварных соединений дуплексных сталей.
Фролов К. В., Махутов Н. А., Гаденин М. М. Определение прочности, ресурса и живучести конструкций 89
Изложены основы методов и систем определения характеристик прочности, ресурса, живучести и безопасности сложных технических систем при комбинированном воздействии эксплуатационных поражающих факторов. При построении систем анализа и мониторинга штатных и аварийных ситуаций предложено учитывать конструктивные, технологические и эксплуатационные параметры форм, размеров, материалов, способов изготовления, контроля и режимов работы несущих элементов высокорисковых объектов. Одним из них является широкое использование сварки при создании этих объектов.
Мэддокс С. Дж. Совершенствование правил расчета на усталость сварных конструкций 97
Действующие правила расчета усталости были пересмотрены в свете последних исследований и изменения потребностей промышленности. Полученные данные свидетельствуют о том, что в правила необходимо внести много изменений и расширить их рамки. Рассмотренные вопросы включают классификацию стыковых и крестообразных соединений, учитывают швы, выполненные не дуговой сваркой, масштабный эффект, метод определения напряжения в горячей точке, а также методы расчета сложного комбинированного нагружения и кумулятивного повреждения.
Панасюк В. В., Дмитрах І. М. Оцінка корозійно-aтомної міцності зварних з'єднань як гетерогенних систем 105
Описаны разработанные экспериментально-аналитические методы оценки локальной коррозии и локального разрушения сварных соединений типа "антикоррозионная наплавка -корпусная сталь". С использованием предложенной расчетной модели и аналитически численного метода показано, что плотность коррозионного тока на поверхности цилиндрической язвы в таком теле возрастает с увеличением радиуса язвы, а также уменьшается с ростом глубины проникновения язвы в основной материал. При этом базовый материал является анодом. Построенные диаграммы электрохимической стойкости и коррозионной трещиностойкости многослойных сварных соединений могут служить базой для оценки остаточного ресурса рассмотренных соединений.
Махненко В. И. Совершенствование методов оценки остаточного ресурса сварных соединений конструкций длительного срока эксплуатации 112
Рассмотрены характерные особенности сварных соединений ответственных конструкций длительного срока эксплуатации, требующие определенных подходов при оценке проектного ресурса, особенно остаточного ресурса безопасной эксплуатации. Рассмотрена возможность использования для этих целей современных подходов механики разрушения в сочетании с достаточно быстро развивающимися методами риск-анализа.
Хоббахер А. Ф. Расчет на усталость сварных конструкций по напряжениям в зоне концентратора 122
Конструкции под переменными нагрузками подвержены усталостному разрушению. Помимо классических методик испытаний элементов на усталость разрабатываются методы расчетной оценки. Наиболее часто применяется метод номинальных напряжений, который базируется на расчете средних напряжений в исследуемом сечении. Более широкие возможности для разработки универсальных методик дал метод конечных элементов. Новый метод анализа с использованием эффективного надреза непосредственно относится к методикам инициации усталостной трещины в надрезе. На основании теории Нойбера и результатов более 80 серий усталостных испытаний более 1000 образцов было установлено, что вместо надреза в шве можно использовать фиктивное загружение соответствующего радиуса. Для стали этот радиус составляет 1 мм. Этот метод был включен в рекомендации МИС по расчету усталости и, таким образом, появилась возможность его практического применения в соответствии со стандартами.
Миллер К. Дж. Разрушение сварных алюминиевых труб 127
Приведены результаты исследований причин разрушения труб из алюминиевого сплава 6061-Т6, полученных прессованием. Использованы всесторонние подходы, учитывающие особенности процесса производства, трехмерный анализ напряжений, механику разрушения, микроструктуру и другие. Даны рекомендации по предупреждению разрушений.
Зубченко А. С., Васильченко Г. С., Овчинников А. В. Прогноз разрушения сварных соединений пластичных сталей при наличии дефектов 133
Предложен метод расчета предельных нагрузок для конструкции с дефектами сварных соединений. Метод позволяет моделировать процесс квазистатического развития трещин в пластичных сталях. Приведены примеры расчета.
Такано Г., Камо К. Полная автоматизация сварки сосудов и труб 138
Рассмотрена проблема обеспечения качества сварных соединений в условиях автоматической сварки по способу ТИГ тонколистовых сосудов и труб. Показано, что альтернативой высокой квалификации и опыта сварщика является применение сварочных машин, использующих разрабатываемые методы считывающего и адаптивного управления. Такие установки могут работать самостоятельно пока только в течение определенного периода работы. Необходимы дальнейшие шаги по созданию логики адаптивного управления режимами сварки с учетом сложности выполняемых работ.
Ларионов В. П., Слепцов О. И., Лепов В. В., Яковлева С. П. Исследования низкотемпературной прочности материалов и их сварных соединений для решения проблем российского Севера 145
Рассмотрены проблемы эксплуатации и ресурса промышленных объектов и металлоконструкций в условиях российского Севера. Описаны направления фундаментальных и прикладных исследований якутских ученых по созданию новых материалов, процессов сварки, поведения сварных конструкций при эксплуатации. Рассмотрены перспективные направления дальнейших исследований.
Дилтай У., Штайн Л., Вёсте К., Райх Ф. Состояние и перспективы применения высокоэффективных сварочных технологий 151
Рассмотрены некоторые достижения последних лет в области создания высокоэффективных сварочных технологий. Отмечены возможности применения усовершенствованных технологий электронно-лучевой и лазерной сварки.
Дехелян Д., Маркошан Н. Изготовление изделий из тугоплавких металлов способом газотермического напыления 158
Применение формовки напылением изделий почти готовой формы позволяет изготовлять огнеупорные элементы типа сопел с высоким коэффициентом использования материала без последующей высокотехнологичной обработки. Для получения огнеупорных элементов типа сопел использовали способ плазменного напыления, заключающийся в напылении молибденового порошка на предварительно сформованную подложку. Изучено влияние параметров плазменного напыления на механические и физические свойства незакрепленных элементов. Проведена оценка остаточных напряжений с целью изучения поведения элементов и их пригодности к эксплуатации в сложных условиях.
Горбач В. Д., Соколов О. Г., Михайлов В. С. Современные проблемы сварки и долговечности сварных судостроительных конструкций 163
Рассмотрены факторы, определяющие циклическую прочность и долговечность сварных судостроительных конструкций. Даны расчетные оценки сварочных деформаций на примере корпуса танкера и судна-катамарана. Показаны направления снижения местных и общих деформаций, стабилизации формы и точности сварных конструкций за счет их низкочастотной вибрационной обработки. Приведены примеры использования принципиально новых типов сварных соединений на базе высококонцентрированных источников энергии и адаптивных методов сварки.
Кучук-Яценко С. И. Новые разработки технологий и оборудования для контактной сварки трубопроводов 170
Описаны новые разработки технологии и оборудования для контактной сварки труб, позволяющие расширить технологические особенности применения данного способа сварки при строительстве различных видов трубопроводов.
Когурэ Х., Фудзита Ю. Системы аттестации и сертификации сварочного персонала в Японии 178
Представлены системы сертификации сварщиков и инженеров-сварщиков, введенные и принятые в практику Японским техническим сварочным обществом (JWES) в 1971 г. и пересмотренные в 1998 г. При IWES были учреждены Уполномоченные национальные комиссии Японии и аккредитованы МИС в 2000 г. В г. Нагоя находится единственный в своем роде специализированный центр обучения со своей системой аттестации инженеров-сварщиков, технологов-сварщиков и сварщиков-специалистов.
Герольд Г., Зинке М., Карпенко М. Перспективы применения гибридной сварки сплавов на основе никеля 183
Показаны преимущества применения гибридного процесса сварки (ИАГ-лазер+ТИГ горячей проволокой) по сравнению с процессами ТИГ и лазерной сваркой для получения надежных и технологичных соединений ответственных конструкций из высоконикелевых сплавов. При небольшой погонной энергии сварки можно достичь большой глубины проплавления и высокой производительности процесса.
Брукнер Й. Дуговая сварка стали с алюминием 185
Показано, что сварка алюминия со сталью может улучшать характеристики деталей для используемых в промышленности. Соединение этих материалов сопровождается уменьшением потребляемой энергии и может быть особенно эффективно применено в автомобилестроении.
Патон Б. Е., Медовар Л. Б. Новые электрошлаковые технологии и материалы 188
Проанализированы тенденции развития электрошлаковых технологий и производства высоколегированных сталей и сплавов методами ЭШТ. Показаны устойчивые тенденции роста производства электрошлакового металла на 5...6 % в год за последние 10 лет и на ближайшую перспективу. Обсуждаются возможности применения ЭШП в производстве суперсплавов, титана, интерметаллидов и биметаллов.
Шелег В. К., Рагунович С. П., Торпачев С. П. К вопросу об использовании акустического поля процесса сварки как фактора управления и диагностики качества сварного соединения 194
Экспериментально исследованы акустические поля процессов сварки плавящимся электродом в среде защитных газов с мелко- и крупнокапельным переносом. Обсуждается перспективность использования акустического поля процесса сварки для контроля и управления его качеством.
Окамото К., Хирано С., Инагаки М., Парк С. Х. К., Сато Ю. С., Кокава Х. Металлургические особенности и механические свойства соединений нержавеющих сталей, выполненных сваркой трением с перемешиванием 197
Дана экспериментальная оценка механических и металлургических свойств сварных соединений из нержавеющей стали, выполненных сваркой трением с перемешиванием. Приведены результаты металлографических исследований и испытаний на твердость. Измерен температурный гистерезиз образца в процессе сварки.
Усио М., Сугитани Ю. Разработка высокопроизводительных комплексов для дуговой сварки в Японии 204
Рассмотрены направления работ в области автоматизации сварочных процессов в японской промышленности в последние годы. Отмечены особенности внедрения сварочных комплексов в комплексно-автоматизированном производстве. Приведен обзор последних разработок автоматизированных процессов дуговой сварки и соответствующего оборудования.


(Ви дивитесь спрощений файл-зміст)