Автоматичне зварювання, 2016, №06



2016 №06 (24)

DOI of Article 10.15407/as2016.06.25

2016 №06 (26)

---

Журнал «Автоматическая сварка», №5-6, 2016, с. 154-161
 

Закономерности дискретно–аддитивного формирования микрооъемов металла, кристаллизующегося при многослойной микроплазменной порошковой наплавке никелевых сплавов

К. А. Ющенко, А. В. Яровицын, Н. О. Червяков

ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Исследованы особенности изменения погонной энергии, площади поперечного сечения валика и производительности при однослойной микроплазменной порошковой наплавке никелевого жаропрочного сплава ЖС32 на узкую подложку шириной 1...2 мм. Установлено, что ряд ее режимов на сварочном токе 5...15 А отличается минимальной погонной энергией. Для минимального и максимального ее уровня проведена расчетная оценка напряженно-деформированного состояния сварного соединения при наращивании торца пластины однослойной и трехслойной наплавкой. Показано, что величина погонной энергии при микроплазменной наплавке определяет ширину зоны пластической деформации и величину суммарных пластических деформаций в результате повторных нагревов при многослойной наплавке. Предложены новые технологические принципы для выбора режимов многослойной и 3D-микроплазменной порошковой наплавки изделий из никелевых жаропрочных сплавов, обеспечивающие минимальные тепловложения в изделие и регламентирующие требования к величине сварочного тока, длительности существования металла сварочной микрованны в расплавленном состоянии и ее объему. Библиогр. 20, табл. 2, рис. 10.
 
Ключевые слова: микроплазменная порошковая наплавка, узкая подложка, никелевый жаропрочный сплав ЖС32, эффективная мощность нагрева изделия, погонная энергия, площадь поперечного сечения валика, объем сварочной микрованны, производительность наплавки, напряженно-деформированное состояние сварного соединения
 
Поступила в редакцию 28.02.2016
Подписано в печать 19.05.2006
 

1. Теоретические основы сварки: / В. В. Фролов, В. А. Винокуров, В. Н. Волченко [и др.]; под ред. В. В. Фролова. – М.: Высшая школа, 1970. –592 с.
2. Исследование влияния режимов полуавтоматической сварки на выпрямителях типа ВД-506ДК металлопорошковой проволокой POWER BRIDGE 60M в смесях газов на механические и вязко-пластические свойства наплавленного металла при сварке мостовых конструкцій / М. В. Карасев, В. Г. Гребенчук, Д. Н. Работинский [и др.] // Сварка и диагностика. –2009. – № 4. – С. 19–25.
3. Управление структурой сварных соединений при орбитальной TIG-сварке технологических трубопроводов компрессорных станций / А. В. Шипилов, А. В. Коновалов, В. В. Бровко [и др.] // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2011. – № 6. – С. 44–52.
4. Микроплазменная сварка / Б. Е. Патон, В. С. Гвоздецкий, Д. А. Дудко[ и др.]. – К.: Наукова думка, 1979. – 248 с.
5. Гладкий П. В. Плазменная наплавка / П. В. Гладкий, Е. Ф. Переплетчиков, И. А. Рябцев. – К.: «Экотехнология», 2007. – 292 с.
6. Яровицин О. В. Мікроплазмове порошкове наплавлення жароміцних нікелевих сплавів з вмістом ??-фази 45…65 %: автореферат дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.03.06 «Зварювання та споріднені процеси і технології» / О.В. Яровицин. – Київ, ІЕЗ ім. Є. О. Патона, 2009 р. – 21 с.
7. Яровицын А. В. Энергетический подход при анализе режимов микроплазменной порошковой наплавки / А. В. Яровицын // Автоматическая сварка. – 2015. – № 5-6. – С. 18–25.
8. Анализ процесса формообразования валика для условий наплавки на узкую положку / К. А. Ющенко, А. В. Яровицын, Г. Д. Хрущов [и др.] // Автоматическая сварка. – 2015. – № 9. – С. 22–29.
9. Мелехов Р. К. Конструкційні матеріали енергетичного обладнання. Властивості. Деградація / Р. К. Мелехов, В. І. Похмурський. – К.: Наукова думка, 2003. – 384 с.
10. Некоторые пути снижения потерь присадочного порошка при микроплазменной порошковой наплавке / К. А. Ющенко, А. В. Яровицын, Д. Б. Яковчук [и др.] // Автоматическая сварка. – 2013. – № 9. – С. 32–38
11. Боли Б. Теория температурных напряжений. / Б. Боли, Дж. Уэйнер ; перевод с англ. под ред. Э.И. Григолюка. – М.: Мир, 1964. – 518 с.
12. Окерблом Н. О. Cварочные деформации и напряжения / Н. О. Окерблом. – М.-Л.: МА ШГИЗ , 1948. – 252 с.
13. Талыпов Г. Б. Сварочные деформации и напряжения / Талыпов Г. Б. – Л.: Машиностроение, 1973. – 280 с.
14. Недосека А. Я. Основы расчета и диагностики сварных конструкций / А. Я. Недосека. – К.: Изд-во «Индпром», 1998. – 640 с.
15. Melt pool size control in thin-walled and bulky parts via process maps // Proccedings of 12th Solid free form fabrication symposium. – University of Texas at Austin, 2001. – P. 432–440.
16. Vasinonta А. Process maps for predicting residual stress and melt pool size in the laser-based fabrication of thin-walled structures / А. Vasinonta, J. L. Beuth, M. Griffith // Journal of Manufacturing Science and Engineering . – 2007. – Vol. 129, № 1. – P. 101–109.
17. P. Aggaransi. Localized preheating approaches for reducing residual stress in additive manufacturing / P. Aggaransi, J. L. Beuth.// Journal of Manufacturing Science and Engineering. – 2007. – Vol. 129, № 1. — P. 709–720.
18. Будиновский С. А. Применение аналитической модели определения упругих напряжений в многослойной системе при решении задач по созданию высокотемпературных жаростойких покрытий для рабочих лопаток авиационных турбин / С. А. Будиновский, Е. Н. Каблов, С. А. Мубояджан // Вестник МГТ У им. Н. Э. Баумана. – 2011. – Серия «Машиностроение». – С. 26–37.
19. Голубовский Е. Р. Закономерности изменения аксиальной и азимутальной анизотропии прочностных характеристик монокристаллов жаропрочных никелевых сплавов для лопаток ГТ Д / Е. Р. Голубовский, И. Л. Светлов, К. К. Хвацкий // Авиационно-космическая техника и технология. – 2005. – № 10(26). — С. 50–54.
20. Жеманюк П. Д. Опыт внедрения восстановительной микроплазменной порошковой наплавки при ремонте лопаток турбин высокого давления в условиях серийного производства / П. Д. Жеманюк, И. А. Петрик, С. Л. Чигилейчик // Автоматическая сварка. – 2015. – № 8. – С. 43–46.