Preview

Advanced Engineering Research

Расширенный поиск

Регулирование дугового взаимодействия между плавящимся электродом и дополнительной присадочной проволокой при наплавке (DE-GMAW)

https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-1-62-70

Полный текст:

Аннотация

Введение. Рассмотрена дуговая наплавка путем подачи дополнительной присадочной проволоки, подогреваемой дополнительной дугой, горящей между присадочной и электродной проволокой. В условиях такой наплавки исследована минимизация поступления металла переплавляемой подложки в наплавляемый металл. Цели работы: изучение условий, обеспечивающих саморегулирование данного перспективного процесса дуговой наплавки, а также оценка возможности управления мощностью теплового воздействия на металл и на поток наплавляемого металла.

Материалы и методы. При решении широкого круга задач сварки и наплавки целесообразно использовать методы инженерного анализа, основанные на физико-математическом моделировании процессов и явлений. К их числу относятся:

  • саморегулирование дугового процесса при совместном плавлении электродной и присадочной проволок;
  • оценка возможности управления мощностью теплового воздействия на металл и на поток наплавляемого металла при формировании наплавочной ванны.

В работе рассмотрены особенности дуговой наплавки антикоррозионных хромоникелевых сталей на низколегированную сталь.

Результаты исследования. Предложены новые математические зависимости, описывающие физические явления при наплавке с дуговым взаимодействием между электродной и присадочной проволокой. Разработана физико-математическая модель совместного плавления электродной и присадочной проволок. Она позволяет определять значения регулирующих параметров. Кроме того, можно узнать, с какой мощностью на подложку воздействует тепло от:

  • тепловыделения в основной дуге,
  • потоков капель наплавляемого электродного и присадочного металла,
  • излучения плазмы дуг.

Обсуждение и заключения. Установлено, каким образом на ток и длины основной и дополнительной дуг воздействуют напряжения питания. Определена скорость подачи электродной и присадочной проволок диаметром 1,6 мм и 1,2 мм из сплава Inconel 625. Показано, какое тепловое воздействие в этом случае испытывает подложка. Отмечено, что ввиду большего значения тока основной дуги диаметр электродной проволоки должен быть больше, чем у присадочной. Тепловой поток в подложке создается преимущественно потоком капель наплавляемого металла.

Об авторах

С. С. Полосков
ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт» — национальный исследовательский университет
Россия

Полосков Станислав Сергеевич, директор Аналитического центра 

Scopus ID 57190177358

141701, г. Долгопрудный Московской обл., пер. Институтский, 9



В. А. Ерофеев
ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет»
Россия

Ерофеев Владимир Александрович, профессор кафедры «Сварка, литье и технология конструкционных материалов», кандидат технических наук

300600, Тула, пр. Ленина, 92



М. А. Шолохов
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина»
Россия

Шолохов Михаил Александрович, заведующий кафедрой «Автоматизация и роботизация сварочного производства», доктор технических наук

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19



Список литературы

1. Zhang, Y. M. Double electrodes improve GMAW heat input control / Y. M. Zhang, M. Jiang, W. Lu // Welding Journal. — 2004. — Vol. 83, no. 11. — P. 39–41.

2. Li, K. H. Consumable double-electrode GMAW. Part 1: The process / K. H. Li, Y. M. Zhang // Welding Journal. — 2008. — Vol. 87, no. 1. — P. 11–17.

3. Li, K. H. Consumable double-electrode GMAW. Part II: Monitoring, modeling and control / K. H. Li, Y. M. Zhang // Welding Journal. — 2008. — Vol. 87, no. 2. — P. 44–50.

4. Lu, Y. Double-Electrode Arc welding process: Principle, variants, control and developments / Yi Lu, Shu Jun Chen, Yu Shi [et al.] // Journal of Manufacturing Processes. — 2014. — Vol. 16, no. 1. — P. 93–108.

5. Günther, K. Hot wire-assisted gas metal arc welding of hypereutectic FeCrC hardfacing alloys: Microstruc- ture and wear properties / K. Günther, J. P. Bergmann, D. Suchodoll // Surface and Coatings Technology. — 2018. — Vol. 334. — P. 420–428.

6. Полосков, С. С. Проблемы наплавки уплотнительных поверхностей трубопроводной арматуры и пути их решения / С. С. Полосков // Вестник Донского государственного технического университета. — 2019.— Т. 19, № 4. — С. 349−356. DOI: https://doi.org/10.23947/1992-5980-2019-19-4-349-356.

7. Физико-математическая модель орбитальной сварки неплавящимся электродом в инертных газах: концепция и возможности / А. В. Шипилов, В. А. Ерофеев, Е. М. Вышемирский, С. И. Полосков // Сварка и диагностика. — 2011. — № 2. — С. 3–9.

8. Winczek, J. Modelling of a temporary temperature field during arc weld surfacing of steel elements taking into account heat of the weld / J. Winczek, G. Rygal // Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics. — 2015. — Vol. 14, no. 1. — P. 111–120.

9. Murphy, A. B. A perspective on arc welding research: The importance of the arc, unresolved questions and future directions / A. B. Murphy // Plasma Chemistry & Plasma Processing. — 2015. — Vol. 35, no. 3. — P. 471–489.

10. Полосков, С. С. Физико-математическая модель дугового взаимодействия при наплавке плавящимся электродом с дополнительной присадочной проволокой / С. С. Полосков, В. А. Ерофеев, М. А. Шолохов // Сварка и диагностика. — 2019. — № 6. — С. 27–31.

11. Физико-математическая модель системы «источник питания — дуга» для сварки плавящимся элек- тродом в защитных газах / О. Б. Гецкин, С. И. Полосков, В. А. Ерофеев, О. П. Витько // Тяжелое машинострое- ние. — 2008. — № 6. — С. 18–20.

12. Waszink, H. Heat generation and heat flow in the filler metal in GMA welding / H. Waszink, C. J. P. M. Van den Heuvel // Welding Journal. — 1982. — Vol. 61, no. 8. — P. 269–280.

13. Ленивкин, В. А. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах / В. А. Ленивкин, Н. Г. Дюргеров, Х. Н. Сагиров. — Москва : Машиностроение, 1989. — 264 с.

14. Chuan Song Wu. Computer simulation of three-dimensional convection in traveling MIG weld pools / C. S. Wu // Engineering Computations. — 1992. — Vol. 9, iss. 5. — P. 529–537.


Для цитирования:


Полосков С.С., Ерофеев В.А., Шолохов М.А. Регулирование дугового взаимодействия между плавящимся электродом и дополнительной присадочной проволокой при наплавке (DE-GMAW). Advanced Engineering Research. 2021;21(1):62-70. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-1-62-70

For citation:


Poloskov S.S., Erofeev V.A., Sholokhov M.A. Consumable electrode – additional filler wire arc interaction control under surfacing (DE-GMAW). Advanced Engineering Research. 2021;21(1):62-70. https://doi.org/10.23947/2687-1653-2021-21-1-62-70

Просмотров: 90


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2687-1653 (Online)