автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Исследование и разработка технологии механизированной сварки в защитных газах сталей с пониженным содержанием вредных примесей

□□3467647

На правах рукописи

Шолохов Михаил Александрович

Исследование и разработка технологии механизированной сварки в защитных газах сталей с пониженным содержанием вредных примесей

Специальность 05.03.06 - Технологии и машины сварочного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого президента России Б.Н.Ельцина"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шанчуров Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гладков Эдуард Александрович кандидат технических наук Гудиев Николай Захарович

Ведущая организация: ОАО "Уралмашзавод", г.Екатеринбург

Защита состоится И мая 2009 г. в 10 ч ОО мин на заседании диссертационного совета Д212.285.10 при УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина по адресу: 620002, г.Екатеринбург, ул.Мира, 19, тел./факс (343) 3759569 N-323

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря совета.

Автореферат разослан 9 апреля 2009 г.

диссертационного совета, канд. техн. наук

Ученый секретарь

/

Раскатов Е.Ю.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В течение ряда последних лет ведутся работы по

обеспечению высокого уровня эксплуатационной надежности, безопасности и

экономичности сооружаемых объектов мостостроения и изделий

машиностроения. Одним из путей решения данной задачи является применение

экономнолегированных особовысококачественных (ОВК) сталей, в которых

сочетание высокой прочности и ударной вязкости, увеличение порога

красноломкости и замедление старения получено за счет ограничения

содержания углерода, значительного снижения концентрации вредных

примесей (серы и фосфора в сумме не более 0,03% мае.), микролегирования. В

настоящее время такие стали изготавливаются и успешно используются.

Известно, что содержание серы в основном (свариваемом) металле

оказывает значительное влияние на формирование и геометрические размеры

сварных швов. Установлено также, что при сварке сталей с пониженным

содержанием серы значительно выше вероятность возникновения таких

дефектов, как непровары, наплывы и несплавления, особенно при

многослойных швах. Данная проблема отчетливо проявилась ещё в конце 80-х

годов прошлого столетия при сварке специализированной техники с

применением таких сталей толщинами свыше 15 мм протяженными швами

длиной от 2 до 6 м. При сварке этих изделий выявилась также другая задача -

необходимость автоматизации процессов сварки, что позволило бы

значительно снизить влияние человеческого фактора, обеспечить получение

качественных протяженных сварных швов при снижении трудоемкости до 45%

на операциях по исправлению дефектов и зачистке.

Для разработки технологий сварки ОВК сталей и автоматизации

сварочных процессов необходимо наличие математических моделей,

позволяющих рассчитывать параметры режима, обеспечивающие заданные

геометрические размеры сварных швов и отсутствие дефектов.

Однако имеющиеся методики, как указывают их авторы, позволяют

выполнять расчеты только при сварке сталей обыкновенного качества и

3

качественных сталей. Данный факт сдерживает применение ОВК сталей в сварных металлоконструкциях, приводит к удорожанию разработки технологии сварки и ограничивает возможность автоматизации технологических процессов.

В связи с этим, исследование процессов формирования сварных соединений при сварке ОВК сталей и факторов, на это влияющих, является актуальной задачей.

Цель работы. Повышение качества и производительности механизированной сварки в защитных газах протяженных швов по неравномерному зазору плавящимся электродом ОВК сталей.

Для достижения поставленной цели в процессе выполнения работы решались следующие задачи:

1. Выявить основные факторы, влияющие на изменение глубины проплавления и ширины шва при сварке ОВК и обыкновенных сталей. Определить зависимость между содержанием серы и кислорода в основном металле и геометрическими размерами сварного шва при сварке неплавящимся электродом.

2. Исследовать влияние параметров режима сварки и состава защитного газа на геометрические размеры сварного шва, качество его формирования и характер переноса электродного металла при сварке плавящимся электродом обычных и ОВК сталей.

3. Экспериментально-теоретическим путем определить параметры режима сварки ОВК сталей с учетом состава защитного газа, содержания серы и физико-химических свойств основного металла.

4. Разработать алгоритм и программу расчёта параметров режима механизированной сварки плавящимся электродом ОВК сталей в защитном газе по неравномерному зазору.

5. Определить функциональную зависимость влияния качества сборки сварного соединения на геометрические параметры сварного шва и выявить

область допустимых режимов механизированной сварки в защитных газах сварного соединения с увеличенными допусками по сборке.

6. Применить результаты работы для создания промышленной технологии сварки ОВК сталей в защитных газах с подачей дополнительной присадочной проволоки, в том числе протяженных швов с увеличенными допусками при сборке.

Объект исследования - факторы, влияющие на процесс формообразования сварного шва при механизированной сварке плавящимся электродом в защитных газах ОВК сталей, в том числе при неравномерном зазоре.

Предмет исследования - размеры и форма сварного шва в зависимости от параметров режима сварки, физико-химических и тегагофизических характеристик основного металла.

Методы исследований. Решение задач осуществляли на основе экспериментальных исследований, аналитических и численных расчетов.

Для проведения исследований были разработаны экспериментальные стенды и установки, оснащенные цифровым осциллографом, фотокамерой для макросъемки и др. Для фиксирования протекающих процессов и физических закономерностей применяли следующие методы исследований - визуальное наблюдение, осциллографирование параметров режима и фотосъемка процесса сварки и горения дуги на сталях с различным содержанием серы; металлографический анализ сварных соединений; измерение объема сварочной ванны.

Завершающую оценку полученных в работе решений проводили по результатам опытных работ, выполненных в условиях производства ОАО «НПК Уралвагонзавод» г.Нижний Тагил.

Научная новизна работы. 1. Установлено, что основными причинами, оказывающими влияние на различия размеров зон проплавления при сварке ОВК и обычной сталей, является изменение гидродинамики процессов в расплавленном металле

5

сварочной ванны, обусловленное изменением поверхностного натяжения и жидкотекучести расплавленного металла.

2. Показано, что при уменьшении содержания серы в основном металле от

0.021.до 0,001% мае. глубина проплавления при сварке плавящимся электродом в защитных газах уменьшается до 25%.

3. Разработана методика расчета геометрических размеров сварного шва в зависимости от режима сварки плавящимся электродом, состава защитного газа, содержания серы в свариваемом металле, которая может применяться при разработке технологии сварки углеродистых и низколегированных сталей с содержанием серы в свариваемом металле от 0,001 до 0,021% мае.

4. На основании предложенных зависимостей и программы расчета установлена область качества для стыкового соединения с увеличенными допусками по сборке, которая позволяет выявлять характер дефектов за пределами этой области. Определены критерии управляющего параметра для реализации процесса механизированной сварки с дополнительной присадочной проволокой.

Практическая значимость работы.

1. На основании полученных в работе зависимостей разработан алгоритм и программа расчёта параметров режима механизированной сварки плавящимся электродом ОВК и обычных сталей в защитном газе по неравномерному зазору, в том числе для варианта сварки с дополнительной присадочной проволокой.

2. Определена функциональная зависимость влияния качества сборки сварного соединения на геометрические параметры сварного шва и реализован процесс сварки в защитных газах ОВК сталей по неравномерному зазору с гарантированным получением необходимых параметров сварного шва.

3. Предложена и опробована технология механизированной сварки элементов специализированной техники из ОВК сталей в защитных газах с дополнительной присадкой, обеспечивающая снижение трудоемкости и повышение производительности процесса сварки на 35-42%.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на научно-технической конференции «Сварка в машиностроении и металлургии» в рамках 5-й международной специализированной выставки «Сварка.НефтеГаз» (30 ноября 2005г.), на научно-технической конференции «Сварка: традиции и тенденции» в рамках 6-й международной специализированной выставки «Сварка.НефтеГаз» (4 декабря 2006г.), а также на научном семинаре кафедры «Технология сварочного производства» ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» (29.01.2009г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов по работе и приложения. Работа включает 151 страницу печатного текста, 68 рисунков, 18 таблиц. Библиографический список содержит 106 наименований.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, поставлена цель исследования, представлены основные положения работы, выносимые на защиту, показана практическая значимость работы.

В первой главе приведены особенности и технологические варианты сварки ОВК стали в защитных газах, в том числе и при условии сварки по неравномерному зазору. Начало исследований сварки таких сталей в СССР было положено и продолжается в ИЭС им. Е.О.Патона, но в основном они направлены на изучение закономерностей при сварке неплавящимся электродом.

В настоящее время результаты научных работ ряда ученых (Макара A.M., Патон Б.Е, Савицкий М.М, Багрянский К.В., Горбач В.Д.) создают предпосылки для постановки новых задач, связанных с созданием методик расчета геометрических параметров сварных соединений при сварке ОВК сталей в

защитных газах плавящимся электродом для реализации автоматизированного управления процессом.

В существующих подходах к расчетам геометрических размеров сварного шва плавящимся электродом, предложенных Акуловым А.И и Демянцевичем В.П., учитывают влияние: силы сварочного тока, напряжения на дуге, скорости сварки, диаметра электродной проволоки, рода тока, состава защитного газа, угла наклона электрода и угла наклона изделия, формы и размеров разделки. Однако, в этих расчетах никак не учитывается влияние содержания примесей в основном (свариваемом) металле. Как показано во многих исследованиях сера и кислород оказывают значительное влияние на геометрические параметры сварного шва, и при расчетах необходимо учитывать их содержание в основном металле. На основе проведенного анализа результатов этих исследований была поставлена цель работы и указаны задачи.

Вторая глава посвящена установлению причин изменения геометрии зоны проплавления стали с пониженным содержанием серы и кислорода при сварке неплавящимся электродом. Для анализа этих причин исследовали стали с различным содержанием серы (табл. 1).

Таблица 1.

Содержание основных элементов в сталях_

Элемент Содержание элемента в стали, % мае.

09Г2С 09Г2СЮч Р1

Углерод 0,12, не более от 0,08 до 0,11 (0,10) (0,176)

Марганец от 1,3 до 1,7 от 1,9 до 2,2 (1,960)

Кремний от 0,5 до 0,8 от 0,3 до 0,6 (0,368)

Алюминий - от 0,025 до 0,065 —

Сера 0,035, не более (0,021) 0,015, не более (0,012) (0,001)

Фосфор 0,035, не более 0,020, не более (0,010)

В ряде работ сделано заключение, что действие примесей на форму

проплавления обусловлено влиянием их паров на эффективный потенциал

ионизации. Т.к. потенциал ионизации газа во многом определяет температуру

электрической дуги, следовательно, должна измениться ее форма и

спектральное свечение. Для оценки влияния этого фактора на размеры зоны

проплавления, провели исследования по изучению формы дуги.

8

Эксперименты выполняли на специально изготовленных пластинах размером 200x80x20мм из указанных (табл.1) марок сталей. Макросъемку сварочных дуг выполняли на сталях 09Г2С, 09Г2СЮч, Р1 (рис.2).

Указанный эксперимент повторяли при различных электрических параметрах дуги, разной ее длине и расходе защитного газа. В ходе эксперимента не удалось обнаружить какие-либо видимые изменения в строении сварочной дуги, горящей между вольфрамовым электродом и обычной сталью или "чистой" сталью.

Ряд других авторов (Chase Th. F. Jr. Savage W.F. and Ludwing H.C.), наблюдавших изменение напряжения на дуге при сварке металла с пониженным содержанием серы, считают, что уменьшение глубины проплавления связано с уменьшением анодного напряжения. Для проверки этого утверждения этого были проведены исследования на пластинах из сталей 09Г2С и Р1 с возможностью перехода сварочной дуги с одной пластины на другую без переустановки. Также в процессе эксперимента фиксировали характер горения и форму подвижной сварочной дуги (рис.2).

16 16

а) сталь 09Г2С б) сталь Р1

Рис.2 Внешний вид сварочной дуги

Экспериментально установили, что глубина проплавления действительно снижается при переходе горящей дуги на сталь с низким содержанием серы,

ширина зоны проплавления тоже уменьшается, но незначительно, при этом наблюдается снижение напряжения дуги (на 0,2...0,6В). При оценке снижения теплоты, выделяемой в активном пятне установили, что разница составляет не более 4%.

При изучении площадей ЗТВ на сталях и их сравнении между собой получили, что среднее значение площади поперечного сечения ЗТВ на стали 09Г2С составляет 31,7 мм2, а на стали с пониженным содержанием серы Р1 -30,1 мм2 (разница - не более 5%). Тем самым удалось исключить фактор изменения теплопроводности металла от содержания серы, который тоже был рассмотрен в ряде работ как основной.

Ряд исследователей (Б.Е. Патон и др.) считают, что изменение содержания серы в основном металле при сварке приводит к изменению радиуса анодного пятна. Для оценки степени этого влияния в работе были проведены ряд экспериментов:

- косвенная оценка радиуса анодного пятна по пятну нагрева,

- специальная методика, примененная в работе Савицкого М.М.и др.

Применили пластины разные по содержанию серы; при этом направление

сварки изменяли: с пластины из стали 09Г2С на пластину из стали Р1, затем наоборот. Сборку пластин выполняли с зазором 1,0 мм. Осциллограммы тока регистрировали на многоканальном электронном осциллографе, после чего оба сигнала совмещали в единую временную сетку (рис.3).

и ю —11—'¡Г! —тг —15—13——те—ф

Время, с

Рис.3 Осциллограммы тока (перемещение дуги со стали 09Г2С на сталь Р1)

10

~Г.......1 2 Г □ 2 □ —1 д □

¡¡¡В ии -~ _ _ — Г □ п _

жни 1 5 _

% ! -

_ _ _ _: 11к» _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ С _ _ 2 _ — и. _

а. ма — — — — V — — г» 4 * 1 ррр т I

[I р|ЛГ —с п ~Т г г Й 3 Г" О Э 1 1 Г" г

£

— — - — — — - — — ч — — 1 р

— — - — — — г — — — — — — - -; — ТМ ' ни щ _^ ЕД ■ЕЗИДД гп —

1.1 Е' бия Г гп

ИЩИ | □

_____ гТ 3 _ □ □

Время, с

По результатам обработки осциллограмм, установили, что диаметр анодного пятна не зависит от содержания серы.

Авторы ряда работ (Л.Ф.Косой, А.Г.Шалимов, В.М. Людковский и др.) считают, что основной причиной изменения геометрии зоны проплавления при сварке сталей с пониженным содержанием серы и кислорода является изменение поверхностного натяжения расплавленного металла. На основании этих работ установлена взаимосвязь между содержанием серы и кислорода в основном металле и его поверхностиым натяжением в расплавленном состоянии. Уравнение расчета поверхностного натяжения при температуре 1873 К для сталей с содержанием серы от 0,005 до 0,065% мае. по данным работ этих авторов:

<t=912/([S]0,11) (1)

Учитывая работы С.И.Попеля о совместном влиянии кислорода и серы на поверхностное натяжение, уравнение (1) приняло вид:

о=912/([S]+1,8 [О])0'11 (2)

Анализируя статистические данные о содержании серы и кислорода в сталях промышленного производства, получили зависимость (рис.4).

о 0.014 о го

| 0.012 О4

S 0.01

о а

с 0,008 о

® 0,006 s

8 0.004 £ ф

g 0.002 О

о

0 0,002 0.004 0.006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 Содержание серы. % масс.

Рис.4 Зависимость содержания серы и кислорода в сталях

Полученную зависимость можно использовать при отсутствии данных о

содержании кислорода в стали для расчета поверхностного натяжения:

а=1000/ ([S]+l ,8(0,73 58[S]+0,0017))0Л 1 (3)

11

у = 0.7358Х + 0,001

время горения дуги 25с Рис.5 Макрошлифы формы проплавления (слева сталь 09Г2С, справа - Р1)

Для подтверждения влияния жидкотекучести стали на изменение геометрии зоны проплавления проведены исследования, позволяющие оценить характер проплавления основного металла на различных этапах существования сварочной ванны. Для этого на сталях 09Г2С и Р1 выполнялось проплавление неподвижной сварочной дугой на одинаковом режиме с изменением времени горения дуги в пределах: 10±0,5с; 15±0,5с; 20±0,5с; 25±0,5с. Одновременно с возбуждением сварочной дуги включали реле времени, при его срабатывании открывался электропневмоклапан и потоком аргона расплавленный металл сварочной ванны выдувался (рис.5). За тем выполняли измерение объема сварочной ванны (табл.2).

Различия геометрических параметров проплавления (табл.2) объясняются тем, что при более продолжительном воздействии дуги, с увеличением количества расплавленного металла, в результате силового воздействия сварочной дуги, происходит его перемещение по поверхности плавления, постоянно «омывая» и, тем самым, формируя ее. Так как направление конвективных потоков и интенсивность перемещения расплава полностью зависят от гидродинамики процесса, то чем меньше поверхностное натяжение и выше жидкотекучесть расплавленного металла, тем выше скорость его

движения в сварочной ванне, и, соответственно, более интенсивна передача теплоты свариваемому металлу. Это заключение соответствует данным табл.2

Таблица 2.

Параметры зоны проплавления_

Геометрический параметр проплавления 09Г2С сталь Р1

Время горения дуги, с

10 15 20 25 10 15 20 25

Диаметр, мм 14,1 14,7 14,4 14,1 13,3 14,0 14,8 14,9

Объём, мм3 119,2 178,8 345.2 412,6 120,9 213,3 243,5 255,0

Масса, г 0,93 1,39 2.82 3,22 0.94 1,66 1,90 1,99

Из проведенных выше ряда исследований следует, что изменение свойств дуги и процессов, происходящих в приэлектродных пятнах в результате изменения содержания серы в основном металле незначительно (около 4%) оказывают влияние на изменение геометрических размеров зоны проплавления. Это подтверждает вывод о том, что основной причиной, оказывающей влияние на изменение размеров зоны проплавления в результате изменения содержания серы в основном металле, является изменение гидродинамики процессов в расплавленном металле сварочной ванны, обусловленное изменением поверхностного натяжения и жидкотекучести расплавленного металла.

Третья глава посвящена исследованию влияния содержания серы и параметров режима сварки плавящимся электродом в защитных газах на геометрические размеры сварного шва. Для проведения исследований использовали образцы из сталей, представленных во второй главе, плавящийся электрод - сварочная проволока Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70, защитные газы: двуокись углерода, смесь газов К18. Для выбора защитного газа при проведении дальнейших опытов было исследовано влияние защитного газа на характер горения сварочной дуги, потери электродного металла, формирование и геометрические размеры наплавленного валика.

Наплавка валиков выполнялась на одинаковом для всех исследуемых газов диапазоне режимов. Электрические параметры дуги фиксировали осциллографом, производили макросъемку сварочной дуги с фиксацией

сигнала момента съёмки на осциллограмме с целью установления характера переноса электродного металла при различных значениях тока.

По результатам измерений геометрических размеров и данным работ Асниса А.Е., Гуднева Н.З., получена зависимость влияния состава защитного газа (аргон + углекислый газ) на геометрические размеры сварного шва.

Для дальнейших исследований был выбран защитный газ - смесь К18. Для смеси К18 были проведены исследования, в ходе которых установлен диапазон параметров сварочной дуги (от 150 до 550А), при котором наблюдается ее стабильное горение.

Исследования влияния содержания серы и кислорода в основном металле на геометрические размеры сварного шва выполняли в смеси К18 проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм для сталей: 09Г2С, 09Г2СЮч и Р1. Из наплавленных валиков изготовили макрошлифы, для измерения геометрических размеров поперечного сечения шва и построения зависимостей геометрических размеров от содержания серы в основном металле (рис.6).

0 0.0025 0.005 0.0075 0.01 0.0125 0.015 0.0176 0.02

Содержание серы в основном металле, % ыасс.

1 1 1 I 1 1 1.....I 1 1

0.0055 0,007 0,0085 0.01 0.0115

Содержание серы в металле шва.% ыасс.

Рис.6 Влияние серы на геометрические размеры сварного шва

Уравнения в методике расчета основных параметров сварки В.П. Демянцевича скорректированы с учетом влияния состава защитного газа и содержания серы в основном металле на геометрические размеры сварного шва.

Четвертая глава посвящена практической реализации результатов, работы и разработке алгоритма управления режимом сварки по неравномерному зазору.

В соответствии с методикой расчёта (раздел 3) разработали алгоритм и программу расчёта геометрических размеров сварного шва (зоны проплавления) при сварке плавящимся электродом сталей с пониженным содержанием серы и кислорода (рис.7).

В табл.3 и 4, для сталей 09Г2С и Р1 соответственно, приведены расчетные и экспериментальные значения геометрических размеров зон проплавления сварного шва при сварке плавящимся электродом.

Таблица 3.

Параметр Экспериментальные значения Расчётное значение Отклонение эт расчётного, %

Результаты измерений Среднее значение

Ширина шва, мм 14,2 14,6 14,3 14,3 14,1 1,3

Высота усиления, мм 3,5 3,2 3,5 3,4 3,2 5,8

Глубина проплавления, мм 7,8 8,0 7,4 7,7 7,8 1,3

Площадь наплавки, мм 32,6 33,0 33,0 32,9 30,0 8,8

Площадь проплавления 41,1 48,7 37,9 42,6 46,9 10,0

Таблица 4.

Параметр Экспериментальные значения Расчётное значение Отклонение >т расчётного, %

Результаты измерений Среднее значение

Ширина шва, мм 14,0 14,2 13,5 13,9 13,2 5,0

Высота усиления, мм 3,6 3,4 3,8 3,6 3,4 5,5

Глубина проплавления, мм 7,0 6,8 6,4 6,7 6,3 5,9

Площадь наплавки, мм 33,8 32,4 32,0 32,7 30,0 8,2

Площадь проплавления 39,1 39,0 31,3 36,4 36,6 0,5

С НАЧАЛО л I. Ь,= 6_6. мм )

1. Ввод требуемых значений геометрических размеров сварного шва: шнрны шва - е1(. шопна противления • »ысоха усиления

2 Ввод ориентировочных значений параметров режима сварки 1С,= (70...1<ЮЙ1Т1,.(А): с1,„= 1.Ш1„.¡)1".(мм): 18+1 -50-10'5

и = —-± 1.<В).

5..Я5-1п(Р„Н-1.56 6.391п(Р,, 1+3.89

-Г5-V«. <-р-. (м ч).

'св с»

Ввод содержания серы в основном металле [8 ]. % масс.

Ч/

1 Расчет глуоины проплавления Ь - 0.0891 (|>г\

Расчёт ширины шва: С! " Ьчр:

3 Расчет площади наплавки Рк= \'г .уР.,-«-^,;

4. Расчёт высоты усиления: = Р„ |е»0.6681.

НЕТ

1. Расчёт коэффициента остроты дуги: к = 4.6(1и Ь-Ы.О) е"

2. Раеч4т площади проплавления:

Р„1=[Ь(якГ<]-1(10

Коэффициент, учитывающий влияние содержания серы в основном металле на коэффициент формы проплавления Коэффициент, учитывающий влияние содержания серы в основном металле на погонную энергию сварки к.,-0.87

* ♦

Расчёт коэффициента формы проплавления <р=к' •( 1 Ч-0.007-1., )*1 ¿.„-'.'д Г, Н-Ц 1 Расчё1 погонной энергии сварки Чп = к>,-Г,.ия..1|1.3(1 V,,

% «

О

—I СО б

Яи

ш ^ й 3 ей *т'

а. £3 аЙ

5Й

ш

Рч &

О иг

^ КОНЕЦ

Рис.7 Блок-схема алгоритма расчёта геометрических размеров сварного шва

Полученные в работе методики расчета предлагается применить для варианта механизированной сварки по неравномерному зазору с дополнительной присадкой. Схема процесса сварки плавящимся электродом в защитном газе с дополнительной присадкой показана на рис.8.

Выпрямитель сварочный

Механизм подачи основной электродной проволоки

Основной электрод

Сварочна» дуга

Капли металла основного и присадочного электродов

Рис.8 Схема процесса сварки плавящимся электродом с дополнительной

присадкой

Скорость подачи присадочной проволоки в каждый момент времени определяется по уравнению:

Упп-Рд'^Св/Рэл п> (4)

где Бд - площадь разделки, зафиксированная датчиком слежения в некоторый момент времени, мм2; Усв - скорость сварки, м/ч; рэл „ ~ площадь поперечного сечения присадочной проволоки, мм2.

Площадь разделки определяется геометрическими параметрами кромок свариваемых пластин (притупление, угол скоса) и параметрами сборки (зазор, перекос кромок). Механизм подачи присадочной проволоки должен получать сигнал о величине площади поперечного сечения разделки через время: Ь/Усв, (5)

где Ь - расстояние между датчиком слежения и сварочной дугой, м. Разработка программы расчёта заключалась в использовании методики расчёта основных параметров режима сварки и геометрических размеров

17

сварного шва при наличии наиболее распространённых при производстве сварных металлоконструкций возмущающих факторов: неравномерность зазора между кромками свариваемого изделия, изменение геометрических размеров кромок и перекос кромок.

Рассмотрев процесс плавления основного металла и формирование сварного шва, можно сделать вывод о том, что на геометрические размеры сварного шва, при прочих равных условиях, оказывает влияние площадь поперечного сечения разделки кромок. При этом несущественно, в результате какого из перечисленных возмущающих факторов произошло её изменение. Данный аспект и закладывается в предлагаемую методику расчёта.

Определены зависимости влияния скорости подачи присадочной проволоки, перекоса кромок, зазора на геометрические размеры сварного шва (рис.9). Анализируя эти зависимости, получили систему функциональных уравнений:

где [е], [Ь], - требуемые значения ширины шва, глубины провара, высоты усиления соответственно, мм; е, И, § - значения ширины шва, глубины провара, высоты усиления соответственно, получаемые при сварке без дополнительной присадки, мм; Упп ~ скорость подачи присадочной проволоки, м/ч; к — перекос кромок, мм; а - зазор между кромками, мм.

Выражая из уравнений (6)-(8) скорость подачи присадочной проволоки и преобразуя её в виде приращения, получили систему уравнений для расчёта скорости подачи присадочной проволоки в зависимости от изменения зазора между кромками и перекоса кромок:

[е]=е+0,0005Упп-к-0,9а; [Ь]=Ь-0,0036Упп-0,65к+1,15а; [ё]=ё+0,0038Упп+0,45к-0,5а;

(6) (7) (В)

ЛУппе=У1Ш+([е]-е+к+0,9а)/0,0005; АУппЬ=Упп+(Ь-М-0,65к+1,15а)/0,0036; АУш,8=УГ1П+([ё]-ё-0,45к+0,5а)/0,0038;

(9)

(10) (П)

где к, а - возмущения: перекос кромок, зазор между кромками, мм.

Скорость рода« фисдоиоя Провом*. и'ч

а)

Перекос фОЫОК. ш б)

31 юр мекду мы

В)

Рис.9 Зависимость геометрических размеров сварного шва: а) от скорости подачи присадочной проволоки; б) от перекоса кромок; в) от зазора между кромками.-эксперимент;----расчет

В уравнениях (9)-(11) значения перекоса кромок (к) и зазора между

кромками (а) считаются переменными величинами, и определяются датчиком

19

следящей системы, Блок управления приводом подачи присадочной проволокой, обеспечивает значение скорости подачи присадочной проволоки (Упп+АУпп1) для сохранения равенства в пределах допустимых его значениях для каждого параметра ([е], [Ь], И) сварного шва. Управление скоростью подачи присадочной выполняется согласно разработанной блок-схемы алгоритма, изображённой на рис.10.

Рис. 10 Блок-схема алгоритма управления присадочной проволокой

На основе проведенных исследований выполнены опытные работы по применению технологии механизированной сварки элементов стыкового соединения корпуса специализированной техники ОАО "НПК Уралвагонзавод"

с применением способа механизированной сварки в защитных газах с дополнительной присадкой.

С помощью предложенных алгоритма и компьютерной программы рассчитаны параметры режима сварки с дополнительной присадкой для получения сварного шва с нормированными геометрическими параметрами. Проведена опытная сварка по рассчитанным параметрам режима с корректировкой скорости подачи присадочной проволоки в зависимости от изменения геометрических параметров собранного соединения (рис.11).

40'*2' 1 ^__ .7 & « 21? и?

1

1111111° Ив

ИИк! Ш

и* 1

а) параметры сборки б) параметры сварного шва

Рис.11 Схема сварного соединения.

При сварке в качестве основной использовали проволоку диаметром 1,6 мм, в качестве присадочной - 1,2 мм. Определены эффективность применения способа сварки с дополнительной присадкой (рис.12) и область режимов сварки для получения качественных сварных соединений данного типа (рис. 13).

Толщина металла, ми

Рис.12 Зависимость скорости сварки от толщины свариваемого металла (2-4-6 - сварка с дополнительной присадкой; 1-3-5 - без доп.присадки)

Скорость сварки, «Л

Рис. 13 Область режимов сварки для получения качественных сварных

соединений

Общие выводы и результаты работы

1. Экспериментально установлено, что при сварке в защитных газах ОВК сталей изменяются геометрические размеры зоны проплавления в сравнении с обычными сталями. Глубина проплавления снижается до 25 %, ширина зоны проплавления уменьшается незначительно, это является причиной образования таких дефектов, как непровары, наплывы и несплавления.

2. Выявлено, что причины, влияющие на изменение геометрических размеров зоны проплавления при сварке неплавящимся электродом ОВК и обычных сталей, в малой степени связаны с изменением теплопроводности основного металла, со свойствами сварочной дуги, тепловым балансом в столбе дуги и приэлектродных пятнах. В совокупности степень их влияния составляет не более 4 %.

3. Установлено, что основными причинами, оказывающими влияние на различия размеров зон проплавления при сварке ОВК и обычной сталей, является изменение гидродинамики процессов в расплавленном металле

22

сварочной ванны, обусловленное изменением поверхностного натяжения и жидкотекучести расплавленного металла.

4. Выявлено, что при сварке плавящимся электродом в смеси защитных газов К18 геометрические размеры сварных швов, получаемые при сварке сталей обыкновенного качества и ОВК, различны.

5. Экспериментально установлено, что существующие методики расчета параметров режима сварки и геометрических размеров сварного шва при их использовании для расчета применительно к ОВК сталям дают существенную ошибку.

6. Определено влияние состава защитного газа на формирование, геометрические размеры сварного шва и стабильность горения сварочной дуги. Полученные зависимости позволяют, с достаточной для практических целей точностью, корректировать эмпирические коэффициенты (используемые в уравнениях методики Демянцевича) для случая сварки в смеси аргона с углекислым газом при содержании аргона от 0 до 82 %.

7. Разработана методика расчета геометрических размеров сварного шва в зависимости от режима сварки плавящимся электродом, состава защитного газа, содержания серы в свариваемом металле. Методика обеспечивает достаточную для практических целей точность и может применяться при разработке технологии сварки углеродистых и низколегированных сталей с содержанием серы в свариваемом металле от 0,001 до 0,021% мае.

8. Разработан -алгоритм и программа расчёта параметров режима механизированной сварки плавящимся электродом сталей в защитном газе по неравномерному зазору, в том числе для варианта сварки с дополнительной присадочной проволокой. Определена функциональная зависимость влияния качества сборки сварного соединения на геометрические параметры сварного шва.

9. На основании предложенных зависимостей и программы расчета

установлена область качества для стыкового соединения с увеличенными

допусками по сборке, которая позволяет выявлять характер дефектов за

23

г

пределами этой области. Определены критерии управляющего параметра для реализации процесса сварки с дополнительной присадочной проволокой. 10. Промышленное опробование технологии сварки в защитных газах с подачей дополнительной присадочной проволоки, реализованной на основе разработанного алгоритма управления параметрами процесса показало целесообразность её применения для сварки, в том числе протяженных швов с увеличенными допусками по сборке. Отработка технологии на типовых стыковых соединениях корпуса специализированной техники ОАО "НПК Уралвагонзавод" показала увеличение производительности процесса сварки на 35-42% в зависимости от толщины свариваемого металла.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Шолохов, М.А. Анализ причин изменения геометрии зоны проплавления при сварке неплавящимся электродом сталей с пониженным содержанием серы // Сварка и диагностика. - 2008. - №5. - С. 11-14.

2. Шолохов, М.А. Влияние содержания серы в основном металле на геометрические размеры сварного шва при сварке плавящимся электродом в защитном газе // Сварка и диагностика. - 2008. - №5. - С.15-16.

3. Яковлев, В.В. К вопросу о расчете тепловых процессов при наплавке рафинированных сталей неплавящимся электродом / В.В. Яковлев, И.В. Першин, С.М. Шанчуров, М.А. Шолохов, C.B. Ярочкин // Сварка в машиностроении и металлургии: сб. докл. науч.-техн. конф. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.- С. 88-91.

4. Яковлев, В.В. К вопросу о проплавлении рафинированной стали при аргонодуговой сварке (наплавке) неплавящимся электродом / В.В. Яковлев, М.А. Шолохов, С.М. Шанчуров, И.В. Першин, C.B. Ярочкин, А.М. Фивейский // Сварка в машиностроении и металлургии: сб. докл. науч.-техн. конф. -Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.- С. 94-97.

5. Карасев, М.М. Новые разработки в области дуговой сварки в защитных газах / М.В. Карасев, Д.Н. Работинский, Г.В. Павленко, B.JI. Сорока, М.А.Шолохов // Автоматическая сварка. - 2004. - №5. - С. 40-46.

6. Милютин, В. С. Производство и испытание сварочного оборудования в России и странах СНГ / B.C. Милютин, М.А. Шолохов // Тяжелое машиностроение. - 2003. - №12.

Подписано в печать 31.03.2009 Формат 60 х 84 1 /16 Бумага писчая Офсетная печать Усл. печ. л. 1,39 Уч-изд. л. 1,0_Тираж 100_Заказ 144_Бесплатно

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ имени первого президента России Б.Н.Ельцина 6200002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Специальность 05.03.06 - Технология и машины сварочного производства

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: проф., д.т.н. Шанчуров С.М.

Екатеринбург

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ СТАЛЕЙ

В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ

1.1 Предпосылки применения особовысококачественных сталей в сварных конструкциях

1.1.1 Производство и примененйе легированной стали

1.1.2 Влияние вредных примесей на свойства сталей

1.2 Способы и особенности сварки в защитных газах

1.2.1 Классификация и сущность способов сварки в защитных газах

1.2.2 Характер переноса электродного металла

1.2.3 Смеси активных и инертных газов при дуговой сварке

1.2.4 Параметры, определяющие проплавляющую способность и свойства сварочной дуги в защитном газе

1.3 Параметры сварки, влияющие на геометрические размеры сварного шва

1.3.1 Влияние режима сварки на геометрические размеры сварного шва

1.3.2 Влияние состава защитного газа на геометрию сварного шва при сварке плавящимся электродом

1.3.3 Влияние содержания серы и кислорода на проплавление основного металла

1.4 Технологические варианты сварки по неравномерному зазору 3 8 ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

2 ИССЛЕДОВАНИЕ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ СТАЛЕЙ С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРЫ И КИСЛОРОДА

2.1 Применяемое оборудование и материалы

2.2 Анализ причин изменения геометрии сварного шва при сварке сталей с пониженным содержанием серы и кислорода

2.3 Совместное влияние серы и кислорода на характер проплавления

2.3.1 Определение поверхностного натяжения расплавов на основе железа

2.3.2 Технологические варианты учёта влияния содержания серы в основном металле

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЫ, КИСЛОРОДА И ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

НА ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ СВАРНОГО ШВА

3.1 Методика проведения экспериментальных работ

3.2 Результаты проведенных экспериментов

3.2.1 Исследование влияния состава защитного газа на геометрические размеры сварного шва и стабильность горения сварочной дуги

3.2.2 Исследование стабильности горения дуги при сварке в смеси газов К

3.2.3 Исследование влияния содержания серы в основном металле на геометрические размеры сварного шва

3.3 Корректировка методики расчёта параметров режима сварки и геометрических размеров сварного шва

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ СВАРКИ

ПО НЕРАВНОМЕРНОМУ ЗАЗОРУ

4.1 Проверка методики расчёта параметров режима сварки и геометрических размеров сварного шва

4.2 Технологические параметры сварки плавящимся электродом в защитном газе по неравномерному зазору с дополнительной присадкой

4.2.1 Управление процессом сварки с дополнительной присадкой

4.2.2 Разработка программы расчёта режима сварки плавящимся электродом при наличии возмущающих факторов 114 4.3 Выбор параметров режима сварки стыкового соединения с увеличенными допусками по сборке

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

В течение ряда последних лет ведутся работы по обеспечению высокого уровня эксплуатационной надежности, безопасности и экономичности сооружаемых объектов мостостроения и изделий машиностроения. Одним из путей решения данной задачи является применение экономнолегированных особовысококачественных (ОВК) сталей, в которых сочетание высокой прочности и ударной вязкости, увеличение порога красноломкости и замедление старения получено за счет ограничения содержания углерода, значительного снижения концентрации вредных примесей (серы и фосфора в сумме не более 0,03% мае.), микролегирования. В настоящее время такие стали изготавливаются и успешно используются.

Известно, что содержание серы в основном (свариваемом) металле оказывает значительное влияние на формирование и геометрические размеры сварных швов. Установлено также, что при сварке сталей с пониженным содержанием серы значительно выше вероятность возникновения таких дефектов, как непровары, наплывы и несплавления, особенно при многослойных швах. Данная проблема отчетливо проявилась ещё в конце 80-х годов прошлого столетия при сварке специализированной техники с применением таких сталей толщинами свыше 15 мм протяженными швами длиной от 2 до 6 м. При сварке этих изделий выявилась также другая задача — необходимость автоматизации процессов сварки, что позволило бы значительно снизить влияние человеческого фактора, обеспечить получение качественных протяженных сварных швов при снижении трудоемкости до 45% на операциях по исправлению дефектов и зачистке.

Для разработки технологий сварки ОВК сталей и автоматизации сварочных процессов необходимо наличие математических моделей, позволяющих рассчитывать параметры режима, обеспечивающие заданные геометрические размеры сварных швов и отсутствие дефектов. Существующие методики позволяют выполнять расчеты только при сварке сталей обыкновенного качества и качественных сталей. Данный факт сдерживает применение ОВК сталей в сварных металлоконструкциях, приводит к удорожанию разработки технологии сварки и ограничивает возможность автоматизации технологических процессов. В связи с этим, исследование процессов формирования сварных соединений при сварке ОВК сталей и факторов, на это влияющих, является актуальной задачей.

При решении данной задачи выявлены причины, влияющие на изменение геометрических размеров зоны проплавления при сварке в защитных газах особовысококачественных и обычных сталей, разработана методика расчета геометрических размеров сварного шва в зависимости от режима сварки плавящимся электродом, состава защитного газа, содержания серы в свариваемом металле от 0,001 до 0,021% мае. На основе этой методики разработан алгоритм и программа расчёта параметров режима механизированной сварки плавящимся электродом сталей в защитном газе по неравномерному зазору, в том числе для варианта сварки с дополнительной присадочной проволокой. Определена функциональная зависимость влияния качества сборки сварного соединения на геометрические параметры сварного шва, установлена область качества для стыкового соединения с увеличенными допусками по сборке, которая позволяет выявлять характер дефектов за пределами этой области. Определены критерии управляющего параметра для реализации процесса сварки с дополнительной присадочной проволокой. Промышленное опробование технологии сварки в защитных газах с подачей дополнительной присадочной проволоки, реализованной на основе разработанного алгоритма управления параметрами процесса, проводилось на стыковых соединениях корпуса спецтехники ОАО "НПК Уралвагонзавод".

Автор выражает искреннюю признательность за общую постановку задачи к.т.н. Яковлеву В.В., научному консультанту к.т.н. Фивейскому A.M. за научно-методическую помощь в работе, сотрудникам кафедры «Технология сварочного производства» УГТУ-УПИ, а также отделу гл.сварщика ОАО "НПК Уралвагонзавод" за помощь, оказанную при работе над диссертацией.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Экспериментально установлено, что при сварке в защитных газах ОВК сталей изменяются геометрические размеры зоны про плавления в сравнении с обычными сталями. Глубина проплавления снижается до 25 %, ширина зоны проплавления уменьшается незначительно, это является причиной образования таких дефектов, как непровары, наплывы и несплавления.

2. Выявлено, что причины, влияющие на изменение геометрических размеров зоны проплавления при сварке неплавящимся электродом ОВК и обычных сталей, в малой степени связаны с изменением теплопроводности основного металла, со свойствами сварочной дуги, тепловым балансом в столбе дуги и приэлектродных пятнах. В совокупности степень их влияния составляет не более 4 %.

3. Установлено, что основными причинами, оказывающими влияние на различия размеров зон проплавления при сварке ОВК и обычной сталей, является изменение гидродинамики процессов в расплавленном металле сварочной ванны, обусловленное изменением поверхностного натяжения и жидкотекучести расплавленного металла.

4. Выявлено, что при сварке плавящимся электродом в смеси защитных газов К18 геометрические размеры сварных швов, получаемые при сварке сталей обыкновенного качества и ОВК, различны.

5. Экспериментально установлено, что существующие методики расчета параметров режима сварки и геометрических размеров сварного шва при их использовании для расчета применительно к ОВК сталям дают существенную ошибку.

6. Определено влияние состава защитного газа на формирование, геометрические размеры сварного шва и стабильность горения сварочной дуги. Полученные зависимости позволяют, с достаточной для практических целей точностью, корректировать эмпирические коэффициенты (используемые в уравнениях методики Демянцевича) для случая сварки в смеси аргона с углекислым газом при содержании аргона от 0 до 82 %.

7. Разработана методика расчета геометрических размеров сварного шва в зависимости от режима сварки плавящимся электродом, состава защитного газа, содержания серы в свариваемом металле. Методика обеспечивает достаточную для практических целей точность и может применяться при разработке технологии сварки углеродистых и низколегированных сталей с содержанием серы в свариваемом металле от 0,001 до 0,021% мае.

8. Разработан алгоритм и программа расчёта параметров режима механизированной сварки плавящимся электродом сталей в защитном газе по неравномерному зазору, в том числе для варианта сварки с дополнительной присадочной проволокой. Определена функциональная зависимость влияния качества сборки сварного соединения на геометрические параметры сварного шва.

9. На основании предложенных зависимостей и программы расчета установлена область качества для стыкового соединения с увеличенными допусками по сборке, которая позволяет выявлять характер дефектов за пределами этой области. Определены критерии управляющего параметра для реализации процесса сварки с дополнительной присадочной проволокой.

10. Промышленное опробование технологии сварки в защитных газах с подачей дополнительной присадочной проволоки, реализованной на основе разработанного алгоритма управления параметрами процесса показало целесообразность её применения для сварки, в том числе протяженных швов с увеличенными допусками по сборке. Отработка технологии на типовых стыковых соединениях корпуса специализированной техники ОАО "НПК Уралвагонзавод" показала увеличение производительности процесса сварки на 35-42% в зависимости от толщины свариваемого металла.

1. Вернадский, В.Н. Сталь и сварка в строительстве Текст./ В.Н.Бернадский [и др.]// Автоматическая сварка. №6.-2005. - с.32-35.

2. Патон, Б.Е. Современные направления исследований и разработок в области сварки и прочности конструкций/ Б.Е.Патон и др./ Автоматическая сварка. — №10.-2005. с.7-13.

3. Гольдштейн, М.И. Специальные стали Текст.: Учебник для вузов. 2-е изд. перераб и доп. / М.И.Гольдштейн [и др.]/ М.: "МИСИС", 1999.- 408с.

4. Лившиц, Л. С. Металловедение для сварщиков (сварка сталей) Текст. / Л.С.Лившиц / М.: Машиностроение, 1979. 253с.

5. Грабим, В.Ф. Металловедение сварки плавлением Текст. / В.Ф.Грабин/ Киев: Наук, думка, 1982.-416с.

6. Гуляев, А.П. Чистая сталь Текст. / А.П.Гуляев / М.: "Металлургия", 1975 184с.

7. Кнозоров, Б.В. Технология металлов и материаловедение Текст./ Б.В.Кнозоров [и др.] / М.: Металлургия, 1987. 800с.

8. Киръян, В.И. Перспективы применения стали 09Г2СЮЧ в мостостроении Текст. /В.И.Кирьян [и др.]// Сварщик. №2. -1991. - с.4-7.

9. Потапов, Н.Н. Влияние серы и фосфора на пластичность и ударную вязкость металла шва Текст. / Н.Н. Потапов // Автоматическая сварка. — №1.-1973.-с.7-10.

10. Новожилов, Н.М. Основы металлургии дуговой сварки в активных защитных газах Текст. / Н.М.Новожилов // М.: Машиностроение, 1972. -167с.11 .Багрянский, КВ. Теория сварочных процессов Текст. /К.В.Багрянский [и др.]/ Киев.: Вища школа, 1976. 424с.

11. Рябцев, И.И. Влияние фосфора на трещиностойкость низкоуглеродистого наплавленного металла Текст. /И.И.Рябцев [и др.] // Автоматическая сварка. №5.-2006 - с. 16-19

12. Алексеев, A.A. Влияние фосфора на структуру и свойства металла швов при сварке низколегированных сталей Текст. /А.А;Алексеев [и др.]// Автоматическая сварка, №4. -1989. с.7-10.

13. Потапъевский, А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом Текст. В 2 ч. Ч. 1. Сварка в активных газах. Издание 2-е, перераб.—К.: "Екотехнолопя", 2007.-192с.

14. Николаев, Г.А. Сварка в машиностроении Текст.: Справочник в 4 т. Т.1 .Сварка в машиностроении под ред. О.И. Ольшанского /Г.А. Николаев и др. М.: Машиностроение, 1978. - 504 с.

15. Сварка в СССР. Том 1. Развитие сварочной техники и науки о сварке. Технологические процессы, сварочные материалы и оборудование. М.:, Наука, 1981.-536с.

16. Балябин, Р.В. Справочник сварщика Текст. Под ред. В.В. Степанова / Р.В. Балябин [и др.] — М:Машиностроение, 1975. 520 с.18 .Фрумин, И.И. Автоматическая электродуговая наплавка Текст. / И.И.Фрумин. Харьков: Металлургиздат, 1961. 422 с.ил.

17. Петров, A.B. Технология дуговой сварки в среде инертных газов Текст.: Справочник по сварке в 2 т., Т.2. под ред. Е.В. Соколова / А.В.Петров/ М.: Машиностроение, 1961. 254с.

18. Новожилов Н.М. Сварка плавящимся электродом в углекислом газе Текст. М.: Машгиз, 1958. 195с.21 .Аснис А.Е. Сварка в смеси активных газов Текст. / А.Е.Аснис [и др.] Киев: Наукова думка, 1982. 216с.

19. Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом Текст. /А.Г.Потапьевский/ М.: Машиностроение, 1974. 240с.

20. Лесков, Г.И. Электрическая сварочная дуга Текст. /Г.И.Лесков/ М.: Машиностроение, 1970.

21. Чернышов Г.Г. Технология электрической сварки плавлением /Г.Г.Чернышов/ М.: Издательский центр "Академия", 2006. -448с.

22. Некоторые результаты исследований сварки сталей плавящимся электродом в атмосфере защитных газов, ЦНИИТМАШ кн.60 Текст. М.: Машгиз, 1953 с.92.

23. Рыкалш, H.H. Расчёты тепловых процессов при сварке /Н.Н.Рыкалин/ М.: Машгиз, 1951.-296с.

24. Королёв, Н.В. Расчеты тепловых процессов при сварке, наплавке и термической резке Текст. / Н.В. Королев. Екатеринбург: УГТУ, 1996.— 156 с.

25. Хренов, К.К. Электрическая сварочная дуга Текст. / К.К.Хренов / М.:Машгиз, 1949. 305с.

26. Патон, Б.Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением Текст. / Б.Е.Патон / М.: Машиностроение, 1974. 768 с.

27. Акулов, А.И. Технология и оборудование сварки плавлением Текст. / А.И. Акулов [и др.]/ М.Машиностроение, 1977. 431 с.

28. ЪХ.Ерохин, A.A. Основы сварки плавлением. Физико-химические закономерности Текст. /А.А.Ерохин/ М.: Машиностроение, 1973. 448с.

29. Демянцевич В.П.Технология электрической дуговой сварки Текст. /В.П.Демянцевич [и др.] / М: Машгиз, 1959. 360с.

30. Гуднев, Н.З. Дис. канд. техн. наук ИЭС им Е.О.Патона, Киев, 1985

31. ЪА.Патон, Б.Е. Свариваемость конструкционных сталей, подвергнувшихсярафинирующему переплаву Текст. /Б.Е. Патон [и др.]// Автоматическая сварка/ №6. - 1974. - с. 1 -4.

32. Макара, A.M. Влияние рафинирования на проплавление металла при дуговой сварке Текст. / А.М.Макара и др. / Автоматическая сварка. — №9.- 1977.-c.7-10.

33. Ъв.Петров, A.B. Плавление электродной проволоки при автоматической аргонно-дуговой сварке Текст. /А.В.Петров // Сварочное производство. — №2.- 1955.-c.4-7.

34. Михайлов, Г.П. Сварка трёхфазной дугой. Изд.З-е /Т.П.Михайлов/ М.:Машгиз, 1956. 239с.

35. Ивочкин, И.И. Сварка под флюсом с дополнительной присадкой Текст. /И.И.Ивочкин [и др.] / М.:Стройиздат, 1981.-175с.

36. Ludwing, Н.С. Current density and anode spot size in the gas tungsten arc Текст. / H.C.Ludwing // Weld. Journal/ №5. - 1968.

37. JleyiuuH, А.И. Дуга горения Текст. /А.И. Леушин / М.: Металлургия. — 1973.-240с.

38. Мазель А.Г. Технологические свойства электросварочной дуги Текст. /А.Г.Мазель / М.Машиностроение, 1969. 178с.

39. Chase Th. F. Jr. Effect of anode composition on tungsten arc characteristics Текст. /Chase Th. F. Jr.// Weld. Journal. №11. - 1971.

40. Фролов, В.В. Теоретические основы сварки Текст. /Под ред. В.В.Фролова/ Высшая школа, 1970. 592с.

41. Петров, A.B. Давление дуги на сварочную ванну в среде защитного газа Текст. /А.В.Петров// Автоматическая сварка. №4. — 1955. - с.84-89.

42. Савицкий М.М. Механизм влияния электроотрицательных элементов на проплавляющую способность дуги с вольфрамовым катодом Текст. /М.М.Савицкий [и др.] // Автоматическая сварка. №9. - 1980. с. 17-22.

43. Гвоздецкий, B.C. Устройство для измерения нарастающего тока Текст.: Авт.св-во 386346 (СССР). / В.С.Гвоздецкий [и др.] // Опубл. в Б.И. -№26 1973.

44. Изменение поверхностного натяжения в стали Текст./ Электрометаллургия: Сб. науч. трудов ДМетИ. Днепропетровск: Книжное издательство. 1952 Вып.27. с. 105-124.

45. Попелъ, С.И. Совместное влияние кислорода и серы на поверхностное натяжение железа Текст. / С.И.Попель [и др.] // Изв.АН СССР. Металлы. №4. 1974. - с.54-5 8.

46. Попелъ, С.И. Поверхностные явления в расплавах Текст. / С.И.Попель / М.: Металлургия, 1994. -440с.

47. Патон, Б.Е. Контракция дуги при сварке вольфрамовым электродом в аргоне Текст. / Б.Е.Патон [и др.] // Автоматическая сварка. №1. -2000- с.3-10.

48. Гуревич, С.М. Повышение эффективности проплавления титановых сплавов при аргонно-дуговой сварке Текст./ С.М.Гуревич // Автоматическая сварка. №9. - 1965. - с. 1-4.

49. Замков, Н.Н. Распределение плотности тока в анодном пятне при дуговой сварке титана /Н.Н.Замков// Автоматическая сварка. — №3. — 1987. с.19-22.

50. Макара A.M. Аргонно-дуговая сварка высокопрочных сталей мартенситного класса с применением флюса Текст. /А.М.Макара// Автоматическая сварка. №7. - 1968. - с.73-74.

51. Сгшоник А.Г. Эффект контракции дугового разряда при введении электроотрицательных элементов Текст. / А.Г.Симоник [и др] / Автоматическая сварка. №3. - 1976. - с.49-51.

52. Окерблом Н.О. Сварочные деформации и напряжения. Теория и её применение Текст. /Н.О.Окерблом/ JI.: Машгиз, 1948. 245с.

53. Селяненков, В.Н. Некоторые зависимости тепловых и силовых характеристик дуги от электрического режима и геометрических параметров электрода Текст. /В.Н.Селяненков [и др]// Сварочное производство. —№11. — 1981.- с.4-5.

54. Мечев, B.C. Влияние угла заточки неплавящегося электрода на параметры электрической дуги при сварке в аргоне Текст. /В.С.Мечев [и др.]// Сварочное производство. №7.- 1976.-c.5-6.

55. Прохоров, Н.Н. влияние некоторых параметров сварочного термического цикла на склонность стали к разрушению при повторном нагреве Текст. /Н.Н.Прохоров [и др.]// Сварочное производство. №7. -1976. с.7.

56. Селяненков, В.Н. Распределение давления сварочной дуги постоянного тока Текст. /В.Н. Селяненков// Сварочное производство. — №7.-1974.-с.4-6.

57. Менее, B.C. Давление сварочной дуги на расплавляемый металл Текст. /В.С.Мечев [и др.] // Сварочное производство. №9. - 1983. - с.8-9.

58. Руссо, B.JI. Влияние напряжения дуги и геометрии заточки неплавящегося электрода на силовое воздействие дуги Текст. /В.Л.Руссо и др./ Сварочное производство. №7. — 1977. — с.6-8.

59. Мазелъ, А.Г. О силовом воздействии потока плазмы дуги на сварочную ванну Текст. /А.Г.Мазель [и др.]// Сварочное производство. -№7.-1977.-с.4-5.

60. Симоник, А.Г. Аппроксимация температуры столба дуги через эффективный потенциал ионизации и сварочный ток Текст. /А.Г.Симоник [и др.]// Сварочное производство. №2.-1974.-е.5-7.

61. Селяненков, В.Н. Зависимость давления сварочной дуги от параметров вольфрамового электрода Текст. /В.Н.Селяненков [и др.]// Сварочное производство. №5.—1980.-c.5-7.

62. Ерохин, A.A. Влияние геометрии вольфрамового электрода на некоторые характеристики сварочной дуги и проплавление металла Текст. /А.А.Ерохин [и др.]// Сварочное производство. -№12.-1971.

63. Кубланов, В.Я. Силовое воздействие на ванну расплавленного металла Текст. / В.Я.Кубланов и др.// Сварочное производство. №5.-1974.

64. Березовский, Б.М. Влияние давления дуги и ширины шва на форму поверхности и глубину кратера сварочной ванны Текст. /Б.М.Березовский [и др.]// Сварочное производство.- №2.-1990.- с.32-35.

65. Косович, В.А. Особенности тепловых процессов в вольфрамовых электродах при аргонодуговой сварке Текст. /В.А.Косович и др.// Сварочное производство. №11 .-1981 .-с.6-7.

66. Гладков, Э.А. Динамические процессы в сварочной ванне при вариации действующих сил Текст. /Э.А.Гладков [и др.]// Сварочное производство.- №4.-1974.- с.5-6.

67. Виноградов, В.А. Влияние параметров режима на температуру дуги в аргоне и методы её измерения Текст. /В.А.Виноградов и др.// Сварочное производство. — №8.—1976.-е. 13-15.

68. Попелъ, С.И. Совместное влияние кислорода и серы на поверхностное натяжение железа Текст. /С.И.Попель [и др.] // Металлы. №4. — 1975. -с.54-61.

69. ЪХ.Патон, Б.Е. Роль парогазового канала в формировании глубокого проплавления при А-ТИГ сварке нержавеющей стали Текст. /Б.Е.Патон [и др.]// Автоматическая сварка. №6. - 2006. - с.3-8.

70. Кубарев, В.Ф. Гидродинамические процессы в сварочной ванне Текст. /В.Ф.Кубарев// Изв. Вузов. Машиностроениею №5. - 1979. - с. 119-123.

71. Демянцевич, В.П. Особенности движения жидкого металла в сварочной ванне при сварке неплавящимся электродом Текст. /В.П.Демянцевич// Сварочное производство. — №10. 1972. с. 1-3.

72. Букаров, В.А. Влияние конвекции металла в сварочной ванне на проплавление Текст. /В.А.Букаров // Сварочное производство. — №11. — 1978.-c.4-7.

73. Размышляев, А.Д. Исследование потоков жидкого металла в ванне при дуговой сварке Текст. /А.Д.Размышляев// Сварочное производство. — №10.- 1985.-С.31-32.

74. Размышляев, А.Д. Гидродинамические параметры плёнки жидкого металла на передней стенке кратера ванны при дуговой сварке Текст. /А.Д.Размышляев// Автоматическая сварка. №1. - 1982. - с.20-25, 39.

75. Столбов, В.И. Сварочная ванна: Монография Текст. /В.И.Столбов/ Тольятти: ТГУ, 2007. 147с.

76. Петров A.B. Перенос металла в дуге и проплавление основного металла при сварке в среде защитных газов Текст. /А.В.Петров// Автоматическая сварка. №4. - 1957. - с.26-33.

77. Гуднев, Н.З. Влияние защитных газов на технологические характеристики сварочной дуги, качество и механические свойства металла шва Текст. /Н.З.Гуднев// Сварочное производство,- №8.— 1977 — с.32-34

78. Бадьянов, Б.Н. Выбор состава газовой смеси для увеличения проплавляющей способности дуги Текст. / Б.Н.Бадьяпов // Сварочное производство. №4. — 1977.

79. Сюкасев, Г.М. Расчёт основных параметров режима механизированной дуговой сварки: Методические указания и программа расчёта на программируемом микрокалькуляторе /Г.М.Сюкасев/ Свердловск: УПИ им.С.М.Кирова, 1987. 20с.

80. Патон, Б.Е. Проблемы комплексной автоматизации сварочного производства Текст. /Б.Е.Патон // Автоматическая сварка. №1. — 1981. -с. 3-9.

81. Горбач, В.Д. Автоматизация дуговой сварки плавящимся электродом судовых конструкций Текст. /В.Д.Горбач// Сварочное производство. №5. -2003-с. 8-15.

82. Трегубое, Г.П. Оптимизация сварных швов за счет адаптивного управления процессом дуговой сварки Текст. / Г.П.Трегубов [и др.] // Сварочное производство. №1. - 2004. — с. 19-21.

83. Алешин, Н.П. Новые цифровые технологии сварки ответственных изделий Текст. / Н.П. Алешин [и др] // Сварка и диагностика. — №4. — 2008.-c.8-10.

84. Гладкое, ЭЛ. Математические модели при исследовании, расчете и проектировании сварочных процессов Текст. Под ред. Гладкова Э.А. /Э.А.Гладков/Москва, 1988г.

85. Макара, A.M. Переплав высокопрочных сталей как средство повышения сопротивляемости образованию холодных трещин при сварке Текст. / Макара A.M. [и др.] // Автоматическая сварка. №8. - 1973. — с.1-5.

86. Макара, A.M. Влияние электрошлакового переплава на механические свойства соединений конструкционных легированных сталей при электрошлаковой сварке Текст. / Макара A.M. [и др.] // Автоматическая сварка. -№3. 1973. -с.1-4,

87. Макара, A.M. Надрывы в околошовной зоне при электрошлаковой сварке конструкционных сталей Текст. / Макара A.M. [и др.] // Автоматическая сварка. №5. - 1972. - с. 1-5.

88. Макара, A.M. Улучшающие переплавы высокопрочных сталей как средство повышения их сопротивляемости образованию холодных трещин при сварке Текст. / Макара A.M. [и др.] // Автоматическая сварка. — №7. 1973.

89. Коттрелл, JI.M. Требования, предъявляемые к высокопрочной стали Текст.: В сб.: Высокопрочная сталь. /Л.М.Коттрелл/ М.: Металлургия, 1965.т

90. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ1. Ш УРЯПВНГ0НЗРВ0Димени Ф.Э. Дзержинского (ОАО «НПК«Уралвагоюйвод»)г. Нижний Тагил1. От1. Заключение

91. Главный сварщик Заместитель главного сварщика1. А.В. Масалков1. Ю.А. Степанов