автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.10, диссертация на тему:Уменьшение влияния сборочных отклонений на качество формирования корневого слоя шва при дуговой сварке

ЗАХАРЕНКО Анна Ивановна

УМЕНЬШЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СБОРОЧНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ НА КАЧЕСТВО ФОРМИРОВАНИЯ КОРНЕВОГО СЛОЯ ШВА ПРИ

ДУГОВОЙ СВАРКЕ

Специальность 05.02.10 - «Сварка, родственные процессы и технологии»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 2 МАЙ 2011

Ростов-на-Дону - 2011

4845445

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тольяттинский государственный университет» (ГОУ ВПО «ТГУ») на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства и пайки»

доктор технических наук, профессор СИДОРОВ Владимир Петрович,

ГОУ ВПО «Тольяттинский государственный университет» (ГОУ ВПО «ТГУ»), г. Тольятти

доктор технических наук, профессор ВАРУХА Евгений Николаевич, ГОУ ВПО «Донской государственный технический университет» (ГОУ ВПО «ДГТУ»), г. Ростов-на-Дону кандидат технических наук, старший научный сотрудник ПОЛЕТАЕВ Юрий Вениаминович ГОУ ВПО «Волгодонский филиал Южнороссийского государственного технического университета (НПИ)» г. Волгодонск (ГОУ ВПО «ЮРГТУ (НПИ)»)

Ведущая организация: ОАО «КуйбышевАзот», г. Тольятти

Защита диссертации состоится 31 мая 2011г. в 15м часов на заседании диссертационного совета Д.212.058.01 Донского государственного технического университета по адресу: 344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ДГТУ, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ.

Автореферат разослан О^ыСм^Л. 2011 года.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Учёный секретарь диссертационного совета

Г.В. Чумаченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В сварочном производстве для изготовления металлических конструкций применяются разнообразные виды сварных соединений. По экономическим и эксплуатационным характеристикам наиболее выгодными являются односторонние сварные соединения со свободным формированием корневого слоя шва (корня шва) на весу. Однако в силу низкой стабильности качественного формирования корня шва, зачастую, при изготовлении сварных конструкций предпочтение отдаётся более дорогостоящим и конструктивно сложным сварным соединениям с так называемым «гарантированным проваром» (двухсторонние сварные соединения, соединения с подваркой корня, с формированием корня на подкладке и т.д.).

Основным фактором, сдерживающим повышение стабильности формирования корня шва на весу, является высокая восприимчивость процесса сварки к возмущениям, в особенности к отклонениям параметров подготовки и сборки кромок под сварку по длине стыка. Вследствие этого, наблюдаются значительные отклонения размеров шва от проектных, включая непровары, провисы, прожоги.

Целью работы является повышение стабильности формирования корневого слоя шва в односторонних сварных соединениях и снижение уровня его дефектности, за счёт уменьшения восприимчивости процесса дуговой сварки к сборочным отклонениям.

Объект исследования - автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом корня шва одностороннего сварного соединения. Предмет исследования - процесс формирования проплавления кромок при сварке корня шва.

Для достижения цели в работе решены следующие задачи:

1. Исследован механизм влияния отклонений параметров подготовки и сборки кромок на процесс сварки корня шва.

2. Разработана экспериментальная установка для сварки с управляемым тепловложением в кромки.

3. Исследованы физические особенности и определена область рабочих параметров сварки с управляемым тепловложением.

4. Разработаны технология и оборудование для сварки с управляемым тепловложением.

Методы исследований. Основные задачи решались экспериментальными и расчётными методами.

Для экспериментальной оценки количества тепла, передаваемого от сварочной дуги в кромки, применялся модифицированный метод разрезного анода-калориметра. Пространственное положение сварочной дуги на кромках фиксировалось фото- и видеосъёмкой.

При исследовании области применения способа сварки с управляемым тепловложением использованы методы математического планирования

эксперимента, регрессионного анализа и вычислительный эксперимент по предложенной математической модели.

Оценка качества формирования корня шва и проверка математической модели выполнялась визуально-измерительным контролем и исследованиями макрошлифов.

Расчёты и обработка данных велись с использованием методов прикладной математики и статистики, реализованных в пакетах прикладных программ (Mathcad 2001 Pro, MathLab, Statistica 6, Stadia).

Научная новизна работы.

Представлено теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение механизма влияния отклонений параметров подготовки и сборки кромок на процесс формирования корня шва, проявляемого в эффекте преимущественной фиксации анодного пятна дуги на одной из свариваемых кромок в соответствии с принципом минимума Штеенбека.

Экспериментально подтверждена возможность целенаправленного управления перебрасыванием анодного пятна дуги с одной свариваемой кромки на другую за счет изменения параметров ее собственного магнитного поля, и получены основные зависимости для управления, использование которых позволяет преодолеть эффект фиксации пятна на ближайшей кромке и выровнять тепловложение в кромки, что приводит к существенному уменьшению влияния сборочных отклонений на качество корня шва.

Разработана математическая модель расчёта тепловых процессов при сварке корня шва, учитывающая периодическое поперечное перемещение анодного пятна дуги с кромки на кромку.

Практическая значимость:

Созданы научные предпосылки широкого внедрения технологии и комплекта оборудования для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом с управляемым тепловложением в кромки, обеспечивающими меньшую восприимчивость к сборочным отклонениям, чем традиционная технология сварки (в 1,9 раза), что даёт возможность снижения стоимости оборудования для подготовки кромок под сварку до 2 раз и повышения общей производительности в 1,4 -1,5 раза.

Изготовлена опытная установка для сварки с управлением пространственным положением дуги путём изменения параметров её магнитного поля.

Разработаны методика расчёта размеров корня шва по параметрам сварки и соответствующий программный продукт.

Проведена опытная апробация разработанной технологии сварки и оборудования для её осуществления на базе ЗАО «Механомонтаж», и внедрение в ООО «Сварочные машины и технологии».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийском научно-технической конференции (ГОУ ВПО

«Тольяттинский государственный университет», г. Тольятти) в 2006 г., на Всероссийском смотре-конкурсе научно-технического творчества студентов вузов (Южнороссийский государственный технический университет, г. Новочеркасск) в 2007 г., на Международной научно-технической конференции посвященной 155-летию со дня рождения Н.Г. Славянова «Славяновские чтения» (ГОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет» г. Липецк) в 2009 г., на семинаре «Михаил Ломоносов» и «Иммануил Кант» (Институт Густава Стресеманна, г. Бонн) в 2009 г., на кафедре «Техника соединений и монтажа», (Дрезденский технический университет, Институт техники производства, Факультет «Машиностроения», г. Дрезден) в 2010 г.

Новизна и промышленная применимость полученных результатов подтверждается актами апробации и внедрения, патентом РФ.

Публикации. Основное содержание работы отражено в 13 статьях, в том числе 3-х в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а также в патенте РФ на изобретение.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников из 102 наименований; содержит 207 страниц основного текста, 69 рисунков, 54 таблицы, 3-х приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследований.

В 1-й главе рассмотрена проблема влияния возмущающих факторов на процесс формирования односторонних сварных соединений и проведён критический анализ существующих подходов по уменьшению негативного влияния этих факторов. Сформулированы задачи исследования.

Проведен анализ возмущающих факторов, оказывающих существенное влияние на процесс дуговой сварки одностороннего сварного соединения, и анализ степени влияния выделенных возмущений на процессы формирования отдельных слоев шва - корневого, заполняющего и облицовочного. По результатам анализа сделан вывод, что слоем, обладающим наибольшей восприимчивостью к возмущениям в процессе сварки является корневой слой шва.

Рассмотрение известных решений по уменьшению негативной роли возмущающих факторов на процесс формирования корня шва показало, что наименее изученным является вопрос влияния на этот процесс отклонений параметров подготовки и сборки кромок под сварку. Этот вывод хорошо согласуется с результатами работ Акулова А.И., Чернышева Г.Г., Елистратова А.П., Добротина З.А., Сидорова В.П.- Смирнова И.В., Донченко В.Ф., Роговина Д.А., Волкова А.А., Спицына В.В., Кудрявцева М.А., Тюлькова М.Д. и др.

В мерах борьбы с негативным влиянием отклонений параметров подготовки и сборки кромок под сварку на формирование корня шва можно выделить четыре основных подхода (табл. 1). Эти подходы классифицированы

по сочетанию следующих трех факторов: 1) точности подготовки и сборки кромок под сварку; 2) способу, применяемому для компенсации негативного влияния отклонений параметров подготовки и сборки кромок под сварку; 3) уровню механизации и автоматизации процесса сварки.

В промышленности наибольшее распространение получил 1-й и 2-ой подход, 3-й и 4-й подходы являются перспективными, но малоизученными.

Анализ предписаний нормативной документации (НД) по параметрам подготовки и сборки кромок под сварку показал, что в НД отсутствуют требования к их точности по длине стыка. Требования, указанные в НД следует рассматривать как диапазон номинальных размеров, выставляемых в каяздом отдельном стыке.

Таблица 1- Подходы, отражающие меры борьбы с негативным влиянием отклонений параметров подготовки и сборки кромок под сварку

Подход Точность подготовки и сборки кромок под сварку Способ компенсации негативного влияния отклонений параметров подготовки и сборки кромок Уровень механизации и автоматизации процесса сварки

1 Низкая Применение человеко-машинных комплексов (сварщик - система «источник питания - сварочная дуга») Ручные и механизированные способы сварки

2 Высокая Отсутствие специальных мероприятий по компенсации негативного влияния дефектов подготовки и сборки кромок под сварку Автоматические способы сварки

3 Низкая Применение адаптивных автоматических систем управления параметрами режима сварки с обратными связями Автоматические способы сварки

4 Низкая Применение способов сварки с низкой восприимчивостью к неточности подготовки и сборки кромок под сварку Механизированные и автоматические способы сварки

Данная работа сконцентрирована на разработке технологии сварки, реализующей четвертый подход для компенсации отклонений параметров подготовки и сборки кромок под сварку.

Разработка подобных технологий может быть основана только на знании причин влияния отклонений параметров подготовки и сборки кромок под сварку на процесс формирования корня шва. Анализ литературных данных показал, что до сих пор этот вопрос малоизучен.

Ранее Сидоровым В.П. и Смирновым И.В. изучались только влияние на процесс сварки изменений зазора и притупления от стыка к стыку при

аргонодуговой сварке неплавящимся электродом без присадочной и с присадочной проволокой, а также плавящимся электродом в СОг-

Для объяснения механизма влияния смещения кромок, неравномерного притупления и неравномерного угла скоса кромки в данной работе была выдвинута гипотеза, основанная на использовании принципа минимума Штеенбека, согласно которого из всех возможных пространственных положений дуга стремится занять такое, при котором напряжение на ней будет минимально.

Согласно выдвинутой гипотезе, указанные отклонения параметров подготовки и сборки кромок под сварку могут вызывать длительное закрепление анодного пятна дуги на одной из кромок, в результате чего наблюдается неодинаковое тепловложение в свариваемые кромки.

Руководствуясь выдвинутой гипотезой и сформулированными механизмами влияния дефектов на процесс сварки корня шва, существенного снижения влияния дефектов подготовки и сборки кромок под сварку на процесс сварки корня шва можно добиться, обеспечивая принудительное выравнивание тепловложений в каждую свариваемую кромку.

Наиболее эффективным способом управления мощностью, вводимой в свариваемые кромки, является управление пространственным положением дуги и расположением анодного пятна дуги на изделии.

Анализ известных способов управления пространственным положением дуги на кромках при сварке корня шва в разделке показал, что целесообразно использовать подход, основанный на изменении параметров собственного магнитного поля дуги, а именно эффект «магнитного дутья».

А.М. Макарой с соавторами предложен способ сварки с управлением пространственным положением дуги и её анодного пятна на изделии за счёт периодического изменения места подключения тока к изделию. Однако авторы привели только общий принцип управления пространственным положением дуги. Для промышленного применения этот способ требует проведения дополнительных исследований и значительной доработки.

В результате выполненного анализа были сформулированы задачи работы.

Во 2-й главе представлены результаты исследований механизма влияния отклонений по длине стыка параметров подготовки и сборки кромок под сварку на процесс сварки корня шва. Была разработана методика проведения экспериментов и изготовлен экспериментальный стенд.

Для оценки количества тепла, вводимого в каждую свариваемую кромку, использован модифицированный метод разрезного анода-калориметра. Метод основан на определении разности температур охлаждающей жидкости на входе и на выходе секций разрезного анода-калориметра ДТ2=|Т2-Т1|, АТЗ=|ТЗ-Т1| (рис. 1). Каждая из секций является имитатором одной из свариваемых кромок, и выполнена из меди со сквозным каналом для охлаждающей жидкости. Секции имеют V-образную разделку кромок, соответствующую типу соединения С17 по ГОСТ 14771. Размеры медных пластин 100x50x10 мм. Температуры жидкости Tl, Т2, ТЗ измерялись термоэлектрическими

преобразователями. Давление охлаждающей жидкости задавалось постоянным и равным Рв = 0,1 МПа.

Рис. 1 - Схема экспериментального стенда на основе разрезного анода-калоримегра

Исследовали тепловложение в каждую секцию анода-калориметра при следующем смещении кромок: 0,5мм; 1мм; 1,5мм и 2 мм, разности углов разделки кромок: а1=20° и а2=30°, а также разности притуплений кромок: С!=0,5мм и Сг = 1мм.

Сварка выполнялась на режимах: диаметр электрода 3 мм, ток дуги 110А, длина дуги 4 мм (напряжение 12 В), расход аргона 12 л/мин. В процессе опытов дуга оставалась неподвижной.

Результаты экспериментов (рис. 2 и 3) показали, что при наличии в имитируемом стыке указанных выше отклонений, тепла вводится больше в кромку, поверхность которой расположена ближе к торцу электрода.

Рис. 2 - Экспериментальные данные (точки) и аппроксимирующие их прямые для зависимости степеней нагрева ДТ2 и ДТЗ от величины смещения кромок в стыке

Рис. 3 - Диаграмма сравнения степени нагрева

охлаждающей жидкости в кромке с углом разделки 20° (ДТ2) и в кромке с углом разделки 30° (ДТЗ)

Обработка результатов экспериментов, а также визуальное наблюдение за пространственным положением анодного пятна дуги на кромках, позволяет сделать вывод, что наличие в стыке смещения и разных углов скоса кромок, неравномерного притупления, вызывает закрепление анодного пятна дуги на

20 за

Угол скоса кромок, гроЗ.

кромке, расположенной ближе к торцу электрода. Это приводит к неравномерному вводу тепла в кромки, что подтверждает гипотезу, высказанную в 1-й главе.

Результаты исследований также показывают, что при наличии в свариваемом стыке отклонения параметров подготовки и сборки кромок под сварку, для традиционной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом тепловложение в одну кромку может отличаться от тепловложения в другую кромку в 3 раза.

3-я глава посвящена разработке экспериментальной установки и исследованиям области реализации способа аргонодуговой сварки с управлением пространственным положением дуги, за счёт изменения параметров её магнитного поля (далее способа сварки с управляемым тепловложением).

Принципиальным отличием конструкции источника питания (рис. 4) от обычных источников является реализация коммутации выхода «плюс» на два токоподвода.

Система управления

работой

выпрямительных

блоков

Выпрямтпепьный блок

Силовой трансформатор

Основной выпрямительный блок

Дополнительный выпряшпальнын

блок

+

-1 Дроссель

1 +

Рис. 4 - Блок-схема источника питания установки для аргонодуговой сварки с коммутацией выхода

«плюс» на два токоподвода

Минус источника

подключается к

неплавящемуся электроду, а положительные полюса - к изделию по обе стороны от стыка. Коммутацию

тока/напряжения между

положительными полюсами источника осуществляет микропроцессорная система управления. Она позволяет плавно изменять сварочный ток (1д) и частоту коммутации тока между каналами

Рис. 5 - Конструкция расщепленного токоподвода: 1 - корпус сварочной горелки; 2 - изолятор; 3 - плечо; 4 - стальные пружины; 5 - медно-графитовые контакты; 6 - клемма для подключения кабеля; 7 - болт и гайка; 8 - механизм продольного перемещения контактов токоподвода

Источник питания обеспечивает программируемое изменение места подвода тока к изделию в двух точках, что позволяет, используя принцип «магнитного дутья», целенаправленно и периодически отклонять столб сварочной дуги на определённый угол в сторону, противоположную от места подвода тока к изделию.

Для реализации способа также был разработан токоподвод специальной конструкции (расщепленный токоподвод) (рис. 5). Он конструктивно совмещён со сварочной горелкой и состоит из двух, электрически изолированных между собой, плеч. На каждом плече расположен скользящий по поверхности изделия медно-графитовый контакт токоподвода, надёжно поджимаемый к поверхности изделия пружинами. Скользящие контакты соединены с одним из двух положительных полюсов источника питания с возможностью перемещения вдоль плеча, для регулирования расстояния от оси электрода.

На созданной установке была определена область параметров реализации способа сварки с управляемым тепловложением.

Основными параметрами предлагаемого способа являются: величина сварочного тока протекающего по каждому каналу подвода тока к изделию, А; частота коммутации тока между каналами токоподвода, Гц; время протекания тока по каждому отдельному каналу токоподвода, выраженное в процентах от времени цикла, % (скважность процесса); время одновременного пропускания тока по двум каналам токоподвода (время "нахлёста"), с; расстояние от оси электрода до контакта токоподвода на поверхности изделия, мм.

Эксперименты проводили на пластинах из стали СтЗ размерами 200x70x5 мм, на токах до 200 А. Эффект отклонения сварочной дуги наблюдали визуально, а процесс сварки снимали на цифровую видеокамеру Panasonic NV DS50, а также проводили запись тока и напряжения в каналах с помощью многоканального мобильного регистратора процессов сварки МРС-02М.

Было установлено, что на сварочном токе 200А эффект отклонения дуги полностью

отсутствует при

расстоянии h от оси электрода до

токоподвода 85-90 мм. При уменьшении

расстояния менее 60 мм имеет место линейное снижение тока (рис. 6). Результаты эксперимента были представлены в виде уравнения

регрессии (1).

I = 4,466-й-0,4-А2 +0,0147-А3 -0,225-10"3 -Л4 +1,236-10'6 -А5 (1)

Рис. 6 - Зависимость минимального значения сварочного тока, при котором наблюдается эффект отклонения дуги, от расстояния между контактом токоподвода и осью вольфрамового электрода

где I - минимальный ток дуги, при котором наблюдается эффект отклонения столба дуги, А; Ь - расстояние от оси неплавящегося электрода до контакта токоподвода, мм.

В дальнейшем было установлено, что независимо от расстояния между электродом и контактом токоподвода, и величины сварочного тока, максимальная частота коммутации тока между каналами токоподвода не должна превышать 4-х переключений в секунду.

Исследовали зависимость угла отклонения сварочной дуги от расстояния токоподвода до оси электрода, сварочного тока и частоты коммутации. Эксперименты выполнялись по плану трёхфакторного эксперимента, на двух уровнях варьирования каждого фактора, на образцах с У-образной разделкой кромок типа С17 по ГОСТ 14771.

В результате получено уравнение регрессии (2):

где Ь - расстояние от токоподвода до оси электрода, мм (от 6 до ВО мм); I - ток дуги, А (от 60 до 200 А); / - частота коммутации, (от 0,1 до 4 переключений в секунду).

Проверка адекватности выражения (2) выполнялась по методике, приведённой в работе Судника В.А., Ерофеева В.А., Радаи Д. Установлено, что результаты, вычисленные по зависимости (2) не имеют значимых расхождений с результатами эксперимента.

Было сформулировано и теоретически обосновано условие выбора минимально возможной частоты коммутации тока между каналами подвода тока к изделию, в соответствии с которым для обеспечения формирования сплошного сварного шва необходимо, чтобы минимально возможная частота коммутации тока между отдельными каналами подвода тока к изделию обеспечивала минимальную величину перекрытия соседних участков шва на величину не менее чем 2/3 длины сварочной ванны

где: Усв - скорость сварки, см/с; Ьв - длина сварочной ванны, см.

Полученные результаты позволили перейти к технологическим исследованиям эффективности способа сварки с управляемым тепловложением.

В 4-й главе первоначально изучалась возможность выравнивания тепловложения в кромки с применением описанной ранее экспериментальной установки на базе разрезного анода-калориметра.

Исследование выполнялось по методике, описанной во 2-й главе.

Режимы дуги с управляемым тепловложением: ток 110А; диаметр электрода 3 мм; расход аргона 12 л/мин; длина дуги 4 мм; расстояние от оси электрода до токоподвода - 30 мм; частота коммутации тока 1 Гц; скважность процесса 50%; время "нахлёста" 0,1 сек.

Результаты исследований представлены на рис. 7,8.

а=32,73-0,26-й + 0,00б-/-0,99-/,

(2)

(3)

Из рис. 7, 8 следует, что применение способа с управляемым тепловложением позволяет выровнять количество тепла, вводимого в каждую свариваемую кромку до относительной разницы уровней тепловложений 9% по отношению к более нагреваемой кромке.

0,0 0,2 0,4 0,6 0.В го 1,2 1А 16 1,8 2,0 2.2 Величина смещения кррмок. им

20 30

Угол скоса кромок, граб.

Рис. 7 - Экспериментальные данные (точки) и аппроксимирующие их прямые для зависимости степеней нагрева охлаждающей жидкости изменения степени нагрева в первой (ДТ2) и второй (ДТЗ) секции анода-калориметра в зависимости от величины смещения кромок

Рис. 8 - Диаграмма степени нагрева охлаждающей жидкости в кромке с углом разделки 20° (ДТ2) и в кромке с углом разделки 30° (ДТЗ) при наличии в стыке двух кромок с разными углами разделки

О вероятности образования прожога или непровара можно судить по характеру изменения ширины обратного валика. Исследования этого параметра от зазора в случае подачи присадочной проволоки показали, что при традиционном способе рост ширины валика существенно опережает приращение зазора (рис. 9а). В исследуемом способе сварке рост ширины валика соответствует изменению зазора (рис. 96). Это свидетельствует об уменьшении восприимчивости предлагаемой технологии к возникновению прожога.

1 1.5 2 Зазор 6 стыке, мм

7 б

1 5

а «

2

13 о 2

1

0.5

1.5 2 2.5 Зпзор 6 стыке, мм

3.5

а б

Рис. 9: Зависимости ширины обратного валика от зазора (угол разделки кромок 20°, притупление кромок 1 мм) а - традиционный способ сварки, б - способ сварки с управляемым тепловложением (сплошная линия - экспериментальные данные; пунктир -теоретический рост на величину изменения зазора)

Аналогичное изучение влияния притупления на ширину валика (рис. 10) показало меньшую восприимчивость предлагаемой технологии к возникновению непровара.

Ь=0,5 Ь=1,0 Ь=1,5 Ь=2,0 Ь=2,5 Ь=3,0

- Изменение ширины провара корня шва с обратной стороны при увеличении зазора в стыке от 0 до 3 мм (величина притупления 1мм, угол разделки кромок 20 град.)

Рис. 10: Зависимости ширины обратного валика от притупления кромок (угол разделки кромок 20°, зазор в стыке 1 мм): 1 - способ сварки с управляемым тепловложением; 2 - традиционный способ сварки.

Для сопоставляемых вариантов сварки с подачей присадочной проволоки определялся диапазон изменения параметров подготовки и сборки кромок, в котором отсутствуют непровар или прожог.

Проводились серии опытов, в каждой из которых выполняли сварку двух пластин из стали СтЗ, толщиной 5мм, 8 мм и 12 мм, размером 300x150 мм, с V-образной разделкой кромок. В каждой серии опытов изменяли один из параметров подготовки и сборки кромок под сварку.

Внешний вид образцов толщиной 8 мм приведён на рис. 11, а количественные результаты на рис. 12.

Данные рис. 12 показывают, что допустимый диапазон изменения параметров подготовки и сборки кромок под сварку, приводящий к переходу из состояния «прожог» к состоянию «непровар», при сварке с управляемым тепловложением, в среднем в 1,8 раза больше, чем при обычной аргонодуговой сварке.

Ь=0 Рис. 11

Притупление кромок, мм

I

о.

5 мм

8 мм

Толщина, мм

12 мм

вд - традиционная аргокодуговая сварка ^ - сеарка с управляемым тепловложением □ - требования ГОСТ 14711 ^ - потенциально дефектная область

8 мм

Толщина, мм - традиционная аргонодуговая сварка Ц - сварка с управляемым тепловложением ¿3 - требования ГОСТ 14771 ■а^ - потенциально дефектная область

Рис. 12 - Экспериментально определённые допустимые диапазоны изменения величины зазора (а) и притупления кромок (6), и оценка потенциального уровня дефектности сварных швов при изменении величины зазора в стыке и величины притупления кромок в пределах, регламентируемых

ГОСТ 14771

При изменении параметров подготовки и сборки кромок под сварку в стыке в пределах, регламентируемых ГОСТ 14771, потенциальный уровень дефектности шва для традиционного способа сварки составляет в среднем 26%, а для предлагаемого способа сварки - 2%.

Это говорит о том, что для предлагаемого способа требования ГОСТов к параметрам подготовки и сборки под сварку, можно рассматривать и как требования по точности их поддержания по длине стыка.

В 5-й главе разработана методика расчёта параметров режима аргонодуговой сварки с управляемым тепловложением. Методика основана на математической модели тепловых процессов сварки корня шва, разработанной Смирновым И.В.- Сидоровым В.П. В эту модель внесены изменения, описывающие поперечное перебрасывание анодного пятна дуги с кромки на кромку. Модель реализована в системе Ма&Сай.

Модель позволяет при известных параметрах подготовки и сборки кромок под сварку, установленных НД ширине обратного валика, подобрать режимы сварки без прожогов и непроваров, а, следовательно, выбрать область наименьшей чувствительности к отклонениям параметров сборки.

В качестве примера были рассчитаны режимы сварки пластин из стали СтЗ толщиной 5 мм. Расчёт производился для средних значений параметров подготовки и сборки - зазора, притупления и угла скоса кромок. По рассчитанным режимам были сварены образцы с применением предлагаемого и традиционного способов сварки.

Сравнение размеров корня шва по фотографиям макрошлифов с расчётными значениями показал, что разработанная методика позволяет прогнозировать размеры корня шва с точностью в пределах ±10%.

Также была произведена оценка экономической эффективности внедрения разработанного способа сварки в производство. Эффект рассчитан для способа автоматической аргонодуговой сварки труб.

Экономический эффект достигается за счёт снижения капитальных затрат на оборудование для подготовки кромок. Снижение восприимчивости способа сварки к дефектам подготовки и сборки кромок под сварку обеспечивает использование для обработки кромок под сварку менее дорогостоящего оборудования.

Практическая апробация способа сварки была произведена в производстве ЗАО «Механомонтаж», где сваривали с высоким качеством поворотные стыки труб размером 273x8 мм из углеродистой стали.

В ООО «Сварочные машины и технологии» внедрен программный продукт расчета режимов для реализации технологии автоматической аргонодуговой сварки с управляемым тепловложением.

Для реализации разработанного процесса на базе ГОУ ВПО «ТГУ», при поддержке инновационно-инвестиционного фонда Самарской области, разработан опытный образец установки для аргонодуговой сварки с управляемым тепловложением. Установка реализована на современной элементной базе - на базе инверторной техники с микропроцессорным управлением. Создание опытного образца установки позволяет перейти к производству сварочного оборудования.

Основные выводы и результаты работы:

1. Диапазон параметров подготовки и сборки кромок под сварку по требованиям нормативных документов (НД) следует рассматривать как диапазон допустимых значений номинальных размеров для отдельного стыка. Допуски на изменение параметров подготовки и сборки кромок под сварку по длине стыка в НД отсутствуют.

2. Основное влияние смещения кромок, неравномерных притупления и угла скоса кромки, на процесс дуговой сварки корня шва проявляется, в соответствии с принципом минимума Штеенбека, в преимущественной фиксации анодного пятна дуги на ближайшей к электроду кромке. Это приводит к неравномерному нагреву дугой свариваемых кромок.

3. Разработаны и реализованы конструкции токоподвода и источника питания, позволяющие программируемо попеременно подводить ток к свариваемым деталям через отдельные токоподводы в нескольких точках и, тем самым, управлять процессом перебрасывания дуги с одной кромки стыка на другую, дуги за счёт изменения параметров её магнитного поля.

4. Экспериментально установлено, что управление пространственным положением анодного пятна дуги на свариваемых кромках на сварочном токе до 200 А, может быть реализовано при расстоянии от оси электрода до контакта токоподвода не более 90 мм и частоте коммутации тока между отдельными каналами токоподвода не более 4 Гц.

5. Угол отклонения столба дуги линейно возрастает с повышением силы сварочного тока и с уменьшением расстояния от оси неплавящегося электрода до контакта токоподвода, частоты коммутации тока.

6. Процесс сварки с управляемым тегаговложением, по сравнению с традиционным способом аргонодуговой сварки при наличии в стыке различий параметров подготовки и сборки кромок под сварку, в пределах регламентируемых ГОСТ, позволяет выровнять мощности, вводимые в свариваемые кромки.

7. Потенциальный уровень дефектности корня шва при применении традиционного способа аргонодуговой сварки составляет в диапазоне толщин 5-12мм в среднем 26%, а для предлагаемого способа сварки - 2%.

8. Реализация процесса позволяет снизить стоимость оборудования для подготовки кромок до 2 раз, и повысить производительность получения сварного соединения на 40 - 50%.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Смирнов, И.В. Управление тепловложением в свариваемые кромки при дуговой сварке неплавящимся электродом / И.В. Смирнов, А.И. Захаренко // Сварочное производство. - 2009. - №12. - С. 32-36. (В списке ВАК №1597).

2. Смирнов, И.В. Специфические аспекты описания процесса автоматической аргонодуговой сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем / И.В. Смирнов, А.И. Захаренко, В.П. Сидоров // Сварочное производство. - 2010. - №1. - С. 3-6. (В списке ВАК №1597).

3. Смирнов, И.В. Уменьшение влияния магнитного дутья на пространственное положение дуги при сварке / И.В. Смирнов, А.И. Захаренко, У. Фюссель // Известия Самарского научного центра РАН. - 2010. - №4 - Т. 12. -С. 257-261. (В списке ВАК №894).

4. Сидоров, В.П. Исследование проплавляющей способности сварочных источников тепла / В.П. Сидоров, А.И. Корнева // Современные технологии в машиностроении и автомобилестроении: Материалы научно-технической конференции. - Ижевск: ИжГТУ, - 2005. - С 59-62.

5. Сидоров, В.П. Повышение пространственной устойчивости дуги на кромках при сварке корня шва / В.П. Сидоров, И.В. Смирнов, Н.Е. Машнин,

A.И. Захаренко, И.В. Толстошеев // Сб. ст. по докладам Всероссийской научно-технической конференции 15-17 ноября. - Тольятти: НУ, 2006. - 4.1. - С 141144.

6. Сидоров, В.П. Управление пространственным положением дуги в процессе сварки корня шва за счет ее собственного магнитного поля /

B.П. Сидоров, И.В. Смирнов, Н.Е. Машнин, И.В. Толстошеев, А.И. Захаренко // Сб. ст. по докладам Всероссийской научно-технической конференции 15-17 ноября. - Тольятти: ТГУ, 2006. -4.1. - С. 144-147.

7. Сидоров, В.П. Влияние параметров сварочного источника тепла на проплавляющую способность/ ВЛ.Сидоров, А.И. Захаренко // Сб. ст. по

докладам Всероссийской научно-технической конференции 15-17 ноября. -Тольятти: ТГУ, 2006. - 4.1. - С 49-54.

8. Захаренко, А.И. Уменьшение негативного влияния смещения кромок при сборке на качество формирования корневого слоя шва / А.И. Захаренко, И.В. Смирнов // «Дни науки» в ТГУ: сборник лучших студенческих работ. -Тольятти: ТГУ, 2006. - С 36-39.

9. Смирнов, И.В. Исследование процесса сварки неплавящимся электродом дугой, управляемой собственным магнитным полем / И.В. Смирнов,

A.И. Захаренко // Сборник конкурсных работ Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2007», г. Новочеркасск, 19-25 ноября 2007г. / Федеральное агентство по образованию, Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: Оникс+, 2007.-С. 277-279.

10. Сидоров, В.П. Управление формированием корня шва при смещении кромок / В.П. Сидоров, И.В. Смирнов, А.И. Захаренко, Н.Е. Машнин // Проблемы исследования и проектирования машин : сборник статей III Международной научно-технической конференции. - Пенза, 2007. - С. 107-110.

11. Смирнов, И.В. Установка для автоматической аргонодуговой сварки труб дугой, отклоняемой собственным магнитным полем / И.В. Смирнов,

B.П. Сидоров, А.И. Захаренко, Э.С. Гилязев // Славяновские чтения: сборник научных трудов. 4-5 июня 2009 г. Липецк. - Кн. 1. - Липецк: Издательство ЛГТУ, 2009. - 344 с. - (Сварка - XXI век). - С. 230-239.

12. Смирнов, И.В. Возможности по уменьшению влияния магнитных полей на пространственное положение дуги / И.В. Смирнов, А.И. Захаренко, В.П. Сидоров, Uwe Fussel (ФРГ) // Сборник материалов Всероссийской НТК с элементами научной школы "Проведение научных исследований в области машиностроения", часть 1, Тольятти, изд. ТГУ, 2009. - С. 30-35.

13. Патент на изобретение №2401726 Российская Федерация, МПКВ23К 9/08. Способ сварки в защитном газе неплавящимся электродом магнитоуправляемой дугой / И.В. Смирнов, В.П. Сидоров, А.И. Захаренко. -№2008129992/02; заявл. 21.07.2008; опубл. 20.10.2010, Бюл. №29-20 с.: ил.

Подписано в печать 20.04.2011. Формат 60x84/16. Печать оперативная. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №3-91-11.

Тольяттинский государственный университет 445667, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

Введение.

Глава 1. Проблемы формирования односторонних сварных, соединений и подходы к повышению их качества.

1.1. Факторы, определяющие качество односторонних сварных соединений.

1.2. Анализ применяемых в промышленности подходов по уменьшению негативного влияния дефектов подготовки и сборки кромок под сварку на качество формирования корневого слоя шва.

1.3. Анализ требований к точности параметров подготовки и сборки кромок под сварку регламентируемых в нормативной документации

1.4. Анализ существующих представлений о механизмах влияния дефектов подготовки и сборки кромок под сварку на процесс формирования сварного шва.

1.5. Анализ существующих способов управления тепловложением в свариваемые кромки >.

Глава 2. Исследование механизма влияния дефектов подготовки^ и сборки кромок под, сварку на процесс сварки' корневого слоя

2.1. Исследование влияния смещения кромок, неравномерного притупления в одном сечении стыка и неравномерного угла скоса кромки в одном сечении стыка, на процесс дуговой сварки.

2.1.1. Методика исследования механизма влияния смещения кромок, неравномерного притупления в одном сечении стыка и неравномерного угла скоса кромки в одном сечении стыка, на процесс сварки корневого слоя шва.

2.1.2. Количественная оценка тепловложения в каждую кромку при наличии-в стыке возмущений параметров подготовки и сборки под сварку.

2.2. Исследование влияния изменения величины зазора в стыке на размеры и форму зоны проплавления свариваемых кромок.

2.2.1 Методика исследования механизма влияния величины зазора в стыке на размеры и форму зоны проплавления свариваемых кромок . 77 2.2.2. Результаты исследования механизма влияния величины зазора в стыке на размеры и форму зоны проплавления свариваемых кромок

2.3. Исследование влияния изменения величины притупления кромки на размеры и форму зоны проплавления свариваемых кромок.

2.3.1. Методика исследования механизма влияния величины притупления кромок в стыке на размеры и форму зоны проплавления свариваемых кромок.

2.3.2. Результаты исследования механизма влияния величины притупления кромок на размеры и форму зоны проплавления свариваемых кромок.,

Глава 3. Исследование процесса аргонодуговой сварки неплавящимся электродом дугой, отклоняемой собственным магнитным полем

3.1. Экспериментальная установка для исследования процесса аргонодуговой сварки неплавящимся электродом дугой, отклоняемой собственным магнитным полем сварки.

3.2. Исследование области применения способа сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем.

3.2.1. Методика проведения исследований области применения способа сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем

3.3. Результаты проведённых исследований области применения способа сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем

3.4. Методика проведения исследования для определения зависимости угла отклонения сварочной дуги от основных параметров процесса.

3.5. Результаты проведённых исследований определения зависимости угла отклонения сварочной дуги от основных параметров процесса

3.6. Условия определения минимально возможной частоты коммутации тока между отдельными каналами подвода тока к изделию, в зависимости от скорости сварки.

Глава 4. Исследование возможности компенсации негативного влияния отклонений параметров подготовки и сборки кромок под сварку на качество формирования корневого слоя шва.

4.1. Исследование возможности стабилизации тепловложения в каждую свариваемую кромку при наличии в стыке дефектов подготовки и сборки в виде смещения кромок, неравномерного притупления в одном сечении стыка и неравномерного угла скоса кромок в одном сечении стыка.

4.2. Экспериментальная оценка эффективности предложенных подходов в направлении возможности снижения степени влияния на размеры и форму корневого слоя шва дефектов подготовки и сборки кромок под сварку в виде неравномерного зазора по длине стыка и неравномерной величины притупления кромок по длине стыка

4.2.1 Исследование влияния изменения величины зазора в стыке на размеры и форму зоны проплавления свариваемых кромок при применении аргонодуговой сварки неплавящимся электродом дугой, отклоняемой собственным магнитным полем.

4.2.2. Исследование влияния изменения величины притупления кромок на размеры и форму зоны проплавления корневого слоя шва при применении аргонодуговой сварки неплавящимся электродом дугой, отклоняемой собственным магнитным полем.

4.3. Экспериментальная сравнительная количественная оценка эффективности компенсации негативного влияния сборочных возмущений на процесс аргонодуговой сварки корневого слоя шва при использовании процесса сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем.

4.4. Оценка потенциального уровня дефектности сварных швов

4.5. Оценка восприимчивости технологических процессов автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом и автоматической аргонодуговой сварки неплавящимся электродом дугой, отклоняемой собственным магнитным полем к возмущениям параметров подготовки и сборки кромок по длине стыка.

В сварочном производстве для. изготовления металлических конструкций применяются разнообразные виды сварных соединений. Для большинства сварных конструкций . по экономическим и эксплуатационным характеристикам наиболее выгодным, а иногда и единственно возможным, является применение односторонней сварки соединений со свободным формированием корневого слоя шва (на весу). Такие соединения являются наиболее простыми в исполнении, менее трудоёмкими, не создающими сложностей в виде механической обработки кромок сложной формы, необходимости проведения процесса сварки с двух сторон (а, следовательно, необходимости двухстороннего доступа к сварному соединению), а также уменьшают вероятность снижения эксплуатационных характеристик сварного соединения и металлоконструкции в целом.

Основным, недостатком односторонних сварных соединений ¿является низкая стабильность их качественного формирования, обусловленная, в основном, низкой стабильностью качественного формирования 'корневого слоя шва, в то время как корневой шов, его форма и размеры, имеют весьма важное значение, так как благоприятное его формирование и отсутствие дефектов во много определяют надёжность и качество всего сварного соединения [1]. Поэтому зачастую предпочтение отдаётся более дорогостоящим и конструктивно сложным сварным соединениям с так называемым «гарантированным проваром». К таким соединениям относят двухсторонние сварные соединения, соединения с подваркой корня, соединения с принудительным формированием корня . на подкладке (остающейся или съёмной), соединения в замок, с усом и т.п. Недостатками этих соединений являются необходимость применения дополнительных технологических элементов (подкладок), увеличение металлоёмкости конструкции и трудоёмкости сборочно-сварочных операций, усложнение конструкции сварных соединений и технологического процесса сварки. Использование в соединении различного вида подкладок и вставок в большинстве случаев существенно ухудшает работоспособность сварного соединения, создаёт условия возникновения в них трещин, уменьшает рабочее сечение трубопроводов. Достаточно часто из-за неплотного или неравномерного прилегания свариваемых кромок к подкладке резко изменяются условия теплоотвода от свариваемого стыка, и в сварном соединении появляются дефекты [1].

Несмотря на эти недостатки, наличие высокой нестабильности качественного формирования корневого слоя шва в односторонних соединениях, делает соединения с «гарантированным проваром» более выгодными, по сравнению с односторонними, как с точки зрения надёжности сварного соединения, так и с точки зрения экономических затрат на получение соединений равного уровня качества. Экономические затраты на применение односторонних соединений в нынешних условиях соизмеримыми, а зачастую и превышают затраты на выполнение соединений с «гарантированным проваром». Эти повышенные- затраты продиктованы увеличением затрат на исправление дефектов, необходимостью привлечения сварщиков (операторов) высокой квалификации, а также увеличенными объёмами приёмочного контроля, качества' соединений (как менее стабильных по качеству).

Следовательно, обеспечение формирования корневого слоя шва с высоким качеством и стабильностью качества, в односторонних соединениях, позволит снять ряд ограничений на их применение в сварных конструкциях, что позволит применять соединения более простой конструкции, не требующих больших дополнительных трудозатрат, а, следовательно, уменьшающих трудоёмкость и себестоимость работ, с обеспечением при этом высокого качества самого соединения.

Основным фактором, сдерживающим возможность повышения стабильности качественного' формирования корневого слоя шва, является высокая восприимчивость процесса сварки корневого слоя шва к возмущениям. Высокая восприимчивость к возмущениям приводит к значительным отклонениям размеров и формы корневого слоя шва от проектных (т.е. требуемых по чертежу), а также к образованию дефектов формы шва, таких как непровары, провисы, прожоги.

Цель работы: повышение стабильности формирования корневого слоя шва в односторонних сварных соединениях и снижение уровня его дефектности, за счёт уменьшения восприимчивости процесса дуговой сварки к сборочным отклонениям.

Основные выводы и результаты работы:

1. Диапазон параметров подготовки и сборки кромок под сварку по требованиям нормативных документов (НД) следует рассматривать как диапазон допустимых значений номинальных размеров для отдельного стыка. Допуски на изменение параметров подготовки и сборки кромок под сварку по длине стыка в НД отсутствуют.

2. Основное влияние смещения кромок, неравномерных притупления и угла скоса кромки, на процесс дуговой сварки корня шва проявляется, в соответствии с принципом минимума Штеенбека, в преимущественной фиксации анодного пятна дуги на ближайшей к электроду кромке. Это приводит к неравномерному нагреву дугой свариваемых кромок.

3. Разработаны и реализованы конструкции токоподвода и источника питания, позволяющие программируемо попеременно подводить ток к свариваемым деталям через отдельные токоподводы в нескольких точках и, тем самым, управлять процессом перебрасывания дуги с одной кромки стыка на другую.

4. Экспериментально установлено, что управление пространственным положением анодного пятна дуги на свариваемых кромках на сварочном токе до 200 А, может быть реализовано при расстоянии от оси электрода до контакта токоподвода не более 90 мм и частоте коммутации тока между отдельными каналами токоподвода не более 4 Гц.

5. Угол отклонения столба дуги линейно возрастает с повышением силы сварочного тока и с уменьшением расстояния от оси неплавящегося электрода до контакта токоподвода, частоты коммутации тока.

6. Процесс сварки с управляемым тепловложением, по сравнению с традиционным способом аргонодуговой сварки при наличии в стыке различий параметров подготовки и сборки кромок под сварку, в пределах регламентируемых ГОСТ, позволяет выровнять мощности, вводимые в свариваемые кромки.

7. Потенциальный уровень дефектности корня шва при применении традиционного способа аргонодуговой сварки составляет в диапазоне толщин 5-12мм в среднем 26%, а для предлагаемого способа сварки — 2%.

8. Реализация процесса позволяет снизить стоимость оборудования для подготовки кромок до 2 раз, и повысить производительность получения сварного соединения на 40 - 50%.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЗРАБОТАННОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ И СОЗДАНИЮ СВАРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Настоящая глава посвящена описанию возможностей практического применения результатов исследований, полученных в предыдущих главах работы.

5.1. Методика расчёта параметров режима аргонодуговой сварки с управляемым тепловложением

В результате выполнения исследований, представленных в данной работе, был разработан и исследован технологический процесс автоматической аргонодуговой сварки, позволяющий значительно снизить уровень чувствительности процесса к возмущениям параметров подготовки и сборки кромок под сварку, что позволило до 8 раз снизить уровень дефектности в корневом слоя шва односторонних сварных соединений.

Разработанный способ сварки с управлением пространственным положением сварочной дуги за счёт изменения параметров её собственного магнитного поля, сокращённо названный авторами способом сварки с управляемым тепловложением, обладает существенными технологическими отличиями от традиционно применяемого способа автоматической аргонодуговой сварки. Основным технологическим отличием является существенное расширение независимо регулируемых и настраиваемых параметров процесса сварки.

Характеристика набора параметров процесса сварки для традиционного способа аргонодуговой сварки и способа аргонодуговой сварки с управляемым тепловложением, приведена в таблице 37. Как видно из анализа таблицы 40 количество независимо регулируемых параметров процесса увеличивается почти в два раза (с 6 до 11 параметров).

1. Математические модели дуговой сварки. Том 2 / Березовский Б.М. -Челябинск, Издательство ЮУрГУ. — 2003 г. — 601 с.

2. Вернадский В.Н., Мазур A.A. Мировой и региональный рынки сварочной техники в сб. Современные проблемы и достижения в областиIсварки, родственных технологий и оборудования на рубеже 21 века. С-Петербург, 2000.

3. Походня И.К. Сварочные материалы: состояние и тенденции развития. // Сборник трудов международной конференции «Сварка-Качество-Конкурентноспособность», 2002 год.

4. Волченко В.Н. Контроль качества сварных конструкций: Учебник для техникумов по специальности «Контроль качества сварных конструкций». — М.: Машиностроение, 1986. 152с., ил.

5. Смирнов И.В. Формирование корневого слоя шва при односторонней сварке стальных конструкций // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. ТГУ, 2005. - 169 с.

6. Денисов JI.C., Занковец П.В. Управление качеством сварочных работ // Автоматическая сварка. 1996. -№12. - С. 26-31.

7. Денисов JI.C., Бойкий A.C., Татаринов Г.Е. О системе контроля и управления качеством сварки // Монтаж, и спец. работы в стр-ве. 1988. №2. -С. 24-27.

8. Управление качеством продукции: Справочник. М.: Изд-во стандартов, 1985.-464 с.I

9. Ворновицкий, И.Н. Технология сварки корневого шва стыков трубопроводов без подкладных колец / И.Н. Ворновицкий, М.И. Кучерова, Л.А. Ранцев и др. // Свароч. пр-во. 1999. - №12. - С.30-32.

10. Акулов А.И., Чернышев Г.Г., Елистратов А.П. Некоторые осо-бенности сварки корневых швов в газовых смесях // Свароч. пр-во. — 1975. -№1. -С.18-19.и

11. Добротина З.А. Особенности процесса проплавления основного MeraJIJia1. Сб.при ручной дуговой сварке первого слоя стыкового шва // Свароч. пр-в°" науч. тр. ЛПИ. — М.-Л.: Машгаз, 1956. — Вып. 183. С.42-58.

12. Донченко В.Ф. Влияние зазора в стыке на размеры поперечного с&ченяЯ стыкового шва при автоматической сварке под флюсом // Свароч. Пр"в0" 1964. №9. - С.24-27.

13. Роговин ДА., Пархимович Э.М., Волков A.A. и др. Влияние заЗ^>Рапритупления кромок на формирование корневых швов при ¡с©аРке: // АВТ.порошковой проволокой в углекислом газе поворотных стыков труо /' сварка. 1972. - №7. - С.47-48.

14. Спицын В.В., Кудрявцев М.А., Соколов Ю.В. и др. О влиянии подго^оВКЯ стыка на качество корневого шва // Монтажн. и спец. работы в строителестве*1981. —№1. — С.18—20.

15. Соколов Ю.В., Оботуров В.И., Спицын В.В. и др. Полуавтомата*!^^9"51 сварка в С02 корневых швов трубопро-водов // Монтажн. и спец. раб><^'гьт В строительстве. — 1981. —№11. — С.22—23.

16. Спицын В.В., Кудрявцев М.А., Соколов Ю.В. и др. О влиянии подгo'i"°BKl1 стыка на качество корневого ; шва / // Монтажн. и спец. рабств1 строительстве. — 1981. —№1. — С. 18—20.

17. Тюльков МД. Сварка стали 1Х18Н9Т в атмосфере защитных га^^^ ° формированием корня стыковых швов без подкладок // Свароч. пр-во. X11. С.20-22.

18. Тюльков М.Д. Влияние поверхностного натяжения на формиро^^-*1116корня стыковых швов при электродуговои сварке в защитных газ^*^" Вопросы дуговой сварки в защитных газах — М.: Машгиз, 1957. С.55-7 X —

19. Тюльков МД. Роль сил поверхностного натяжения в формировании кСУ^ стыковых швов // Сварочное производство: Тр. Ленингр. политехнич.

20. Л.: Машгаз, 1957. — Вып. 189. — С.68— 82.

21. Тюльков МД. Влияние сил поверхностного натяжения на формирование корня стыковых швов при дуговой сварке в атмосфере защитных газов // Дис. . канд. техн. наук. — JL: ЛПИ, 1956. — 182 с.

22. Алёшин, Н.П. Новые цифровые технологии сварки ответственных изделий / Н.П. Алёшин, Э.А. Гладков // Сварка и Диагностика. 2008, - №4 -С.8-10.

23. Алекин Л.Е., Ильенко H.A. Влияние параметров режима и точности сборки соединения на формирование шва на весу // Авт. сварка. 1967. - №1. -С. 19-21.

24. Березовский Б.М., Стихин В.А. Расчётное определение формы усиления шва и критических размеров сварочной ванны при сварке в потолочном положении. // Сб. научных трудов Челяб. политех, ин-та: «Вопросы сварочного производства»,-1979.-Вып. 207-с. 103-110.

25. Ерохин АА., Букаров ВА., Ищенко Ю.С. Расчет основных параметров ванны при сварке пластин // Свароч. пр-во. — 1970. —№12. С.1-3.

26. Паршин В.А., Селиверстов А.К., Парфе-нова A.B. и др. Алгоритм, управления размерами сварного шва тонколистовой высокопрочной стали // Свароч. пр-во. — 1981. —№10. — С.4—5.

27. Столбов В.И., Масаков В.В. Образование прожога при 'сварке плавлением тонких листов // Свароч. пр-во. — 1977. — №10. — С.20-22.

28. Столбов В.И., Осянкин Г.В. Высокоскоростная сварка тон-ких листов из алюминиевых сплавов // Свароч. пр-во. — 1973. —№3. С. 14-16.

29. Судник В.А., Ерофеев В.А., Иванов A.B. Создание и внедрение компьютерных технологий прогнозирования шва при дуговой сварке // Сварочное производство. 1997. - №11. - с. 40-45.

30. Судник В.А., Иванов A.B., Математическая-модель источника теплоты при дуговой сварке плавящимся электродом в смеси защитных газов. Часть 1. Нормальный процесс // Сварочное производство 1998. - №9 - с. 3 - 9.

31. Тюльков М.Д. Влияние поверхностного натяжения на формирование корня стыковых швов при электродуговой сварке в защитных газах // Вопросы дуговой сварки в защитных газах — М.: Машгиз, 1957. С.55-71.

32. Березовский Б.М., Суздалев И.В., Крамаренко А.Г. Оптимизация формирования швов при дуговой сварке со сквозным проплавлением // Сварочное производство. 1988. - №3 - с.29 — 31.

33. Чудинов М.С., Таран В.Д. Формирование шва при сварке неповоротных стыков труб с полупринудительным удержанием сварочной ванны // Свароч. пр-во. — 1970. —№10. — С.6—7.

34. Березовский Б.М., Суздалев И.В., Сажин О.В. Влияние давления дуги и ширины шва на форму поверхности и глубину кратера сварочной ванны // Свароч. пр-во. — 1990. — №2. — С.32—35.

35. Березовский Б.М., Суздалев И.В., Сажин О.В. Влияние разделки кромок и присадочного металла на форму поверхности кратера и глубину погружения дуги в сварочную ванну // Свароч. пр-во. — 1990. №3. - С.ЗЗ-35.

36. Веревкина Н.Н. Расчетное определение режимов наплавки и сварки // Свароч. пр-во. — 1971. — №3. — С.23—26.

37. Демянцевич В.П. Металлургические и технологические основы дуговой сварки. —M.-JL: Машгиз, 1962. — 296 с.

38. Дятлов В.И. Методика расчета режимов автоматической сварки. — Киев: Облиздат, 1959. — 15 с.

39. Казарцев В.И., Кряжков В.М., Баранов Ю.Н. Проплавление основного металла при наплавке электродной лентой // Авт. сварка. — 1968. №10. -С.53-55.

40. Спиридонов А.А., Васильев Н.Г. Планирование эксперимента при исследовании и оптимизации технологических процессов: Учеб-ное пособие. — Свердловск: Изд-во УПИ, 1975. — 140 с.

41. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов, — М.: Машиностроение, 1981. — 184 с.

42. Ситник Б.А., Макаров В.К., Дроздов А.П. и др. Определение оптимальных режимов наплавки с применени-ем метода рационального планирования экспериментов // Свароч. пр-во. — 1976. — №7. — С.26-28.

43. Program for С02 welding parameters of J-butt one-pass joint / I.Masumoto, T.Shinoda, J.Takano et al // J. of the Japan Weld. Soc. — 1979, Vol.48. JVfel. -P. 17-21. Gap.)

44. Jackson C.E., Shrubsall A.E. Control of penetration and melting ratio with welding technique //Weld. J. 1953, Vol.32. - No.4. - P. 172-178.

45. Hashimoto K. Prediction of fillet weld penetration (Report 1). Fundamental investigation and practical application to shallow penetration of fillet welds // J. of the Japan Weld. Soc. 1969, Vol.38. - No.4. - P.399-409. flap.)

46. Hashimoto К. Prediction of fillet weld penetration (Report 2). Practical application of fundamental theory to deep fillet weld // J. of the Japan Weld. Soc. -1969, Vol.38. No.8. - P.857-865. (jap.)

47. Барабаш 3.H., Губенко B.A., Шоно CA. Некоторые технологические особенности сварки в углекислом газе в узкую разделку // Свароч. пр-во. 1973.-№9.-С. 19-21.

48. Безбах Д.К. Влияние глубины разделки кромок на глубину проплавления при сварке под флюсом // Свароч. пр-во. — 1979. — №4. -С.22-23.

49. Горбач В.Д. Основы программно-управляемой технологии электродуговой сварки плавящимся электродом судовых корпусных конструкций // Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук Санкт-Петербург, 2001 г. - 50 с.

50. Автоматическая сварка под флюсом / Под ред. Е.О.Патона, В.В.Шеверницкого и Б.И.Медовара. —Киев-М.: Машгиз, 1948. — 344 с.

51. Математические модели дуговой сварки. Том 2 / Березовский Б.М. -Челябинск, Издательство ЮУрГУ. 2003 г. - 601 с.

52. Berezovsky В.М., Suzdalev I.V., Sazhin O.V. Effect of arc pressure and weld width on the form of the surface and depth of the molten pool crater// Welding International. 1991, Vol.5. - No.7. - C.560-564.

53. Nomura H., Sugitani Y. Narrow gap MIG welding process with high speed rotating arc // IIWDoc. 1982. -N2212-527-82. - 16 p.

54. Malin V. Submerged arc narrow-groove welding // Weld. J. — 1989, Vol.68. -No.6. P.34-36.

55. Ohno H. Исследование формы проплавления при дуговой сварке плавящимся элекгродом в защитных газах по узкому зазору // Есэцу гаккай ромбунсю, Quart. J. Jap. Weld. Soc. — 1983, Vol.1. — No.l. P.83-90.60.-61. Каталоги

56. Смирнов И.В. Дефекты сварных соединений и контроль качества сварки: Конспект лекций для подготовки к аттестации на специалиста по сварочному производству. — Тольятти: ТГУ, 2002. — 38 с.

57. Алешин Н. П., Щербинский В. Г. Контроль качества сварочных работ: Учебн. пособ. для ПТУ.-2-е изд., перераб. и доп.-М: Высш. шк., 1986.-206 с.

58. Алекин JI.E., Ильенко H.A. Влияние параметров режима и точности сборки соединения на формирование шва на весу // Авт. сварка. 1967. - №1. -С. 19-21.

59. Столбов В.И., Масаков В.В. Образование прожога при сварке плавлением тонких листов // Свароч. пр-во. — 1977. — № 10. — С.20-22.

60. Давыдов В.А., Колупаев Ю.Ф.,~ Сидоров A.B. Регулирование формы обратной стороны корневого шва при дуговой сварке стыковых соединений с v. разделкой кромок. // Сварочное производство-198 8-№11- с. 9-11.

61. Безбах Д.К. Влияние ширины зазора на формирование односторонних стыковых швов при автоматической сварке под флюсом // Автоматическая сварка 1988. - №6 - С. 48-49.

62. Шнеерсон В.Я. Особенности проплавления пластин из тонколистовой низкоуглеродистой стали // Свароч. пр-во. 1986. - №10. - С. 17-19.

63. Шнеерсон В.Я. Механизм образования волнового режима формирования швов типа «пила» при сварке тонколистовых соединений// Свароч. пр-во. -1989. №12. — С.37-39.

64. Автоматическая сварка под флюсом стыковых швов на весу / A.B. Зернов, В.Е. Завьялов, В.Я. Иванцов и др. // Авт. сварка. 1972. - №5. - С.42-43.

65. Аргонодуговая сварка труб из стали 12Х18Н10Т сжатой магнитоуправляемой дугой / И.М. Ковалев, A.C. Рыбаков, П.М. Гаврилин и др. // Авт. сварка. 1978. - №1. - С.46-47.

66. Чернов Ю.А., Мищенко В.И., Павлов А.П. Эффективный метод уменьшения возможности образования прожогов при сварке под флюсом // Свароч. пр-во. 1981. -№11. -С.27-28.

67. Акулов А.И. Автоматическая система регулирования провара швов при дуговой сварке // Применение сварки в строительных конструкциях. — М.: Госстройиздат, 1962. С.З 66-372.

68. Мазель А.Г. Аргонодуговая сварка нержавеющей тонколистовой стали без присадочного металла// Автогенное дело. — 1949. — №2. — С.8-13.

69. Веселков В.Д. Односторонняя сварка стыковых соединений стальных корпусных конструкций. JL: Судостроение, 1984. - 200 с.

70. Сафонников А.Н. Односторонняя автоматическая сварка на весу // Авт. сварка. 1968. - №4. - С.73-74.

71. Гелиево-дуговая сварка алюминиевых сплавов со свободным формированием корня шва / М.Г. Буцько, В.П. Будник, Б.А. Стебловский и др. // Сварка цветных металлов: Тр. ИЭС им. Е.О. Патона. Киев: Наукова думка, 1989. — С.23-25.

72. Оптимизация формирования швов при дуговой сварке со сквозным проплавлением на весу / Б.М. Березовский, И.В. Суздалев, А.Г. Крамаренко и др. // Свароч. пр-во. 1988. - №3. - С. 29-31.

73. Финкельнбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма: Пер. с нем. / Под ред. Фабриканта В.А. M. : ИЛ, 1961.

74. Размышляев, А.Д. Управление геометрическими размерами шва при дуговой сварке и наплавке воздействием магнитных полей (обзор) / А.Д. Размышляев // Сварочное производство. 1994. - №9 - С. 28-31.

75. Шейпкин, M.3. Применение магнитных колебаний дуги при сварке под флюсом / M.3. Шейпкин, И.А. Шмелева // Сварочное производство. — 1969.-№6-С. 24-25.

76. Пацкевич, И.Р. Распределение индукции наведенного магнитного поля в зоне горения сварочной дуги / И.Р. Пацкевич, A.B. Зернов, В .Я. Иваыцов // Сварочное производство. 1970. - №2 - С. 9-10.

77. Размышляев, А.Д. Влияние управляющих магнитных полей на геометрические размеры шва при дуговой сварке под флюсом / А.Д. Размышляев, В.Р. Маевский // Сварочное производство. 1996. - №2 - С. 1719.

78. A.c. № 465291. Способ дуговой сварки / A.M. Макара, А.Т. Назарчук, В.Г. Гордонный, А.Т. Дибец (СССР). № 465291. - Опубл. 30.03.75. - Бюл. № 12.

79. Сварка магнитоуправляемой дугой. Ю.Г. Гаген, В.Д. Таран. М., «Машиностроение», 1970, 160 стр.

80. Яворский, Б.М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, A.A. Детлаф // Издательство «Наука» Главная редакция Физико-математической литературы.; М. 1968 - С. 940.

81. Столбов, В.И. Тепловые характеристики сварочной дуги / В.И. Столбов // Сб. докл. Всероссийской с междун. участием НТК «Сварка и контроль-2004», Пермь, 2004, т.2,с. 53-59.

82. Смирнов И.В. Методика расчёта температурных полей при сварке, корня шва неплавящимся электродом /И.В. Смирнов И.В., В.П. Сидоров.// Сборник докладов Всероссийской научно-технической конференции «Сварка и контроль 2004», Пермь, том 2, стр. 205 — 211.

83. Смирнов И.В. Особенности распространения тепла при сварке корня шва в стыковом соединении с V-образной разделкой кромок /И.В. Смирнов// Сб. трудов Всероссийской научно-технической конференции «Сварка — XXI век», Тольятти, 2002 с. 153-158.

84. Лебедев В.К. Устойчивость металлической ванны при сварке тонкого металла // Автоматическая сварка. — 1975. №6. — с. 71.

85. Судник В.А., Ерофеев В.А., Радаи Д. Адекватность компьютерной имитации процессов сварки // Компьютерные технологии в соединении материалов: Сб. избранных науч. трудов 2-й Всероссийской науч.-техн. конф. -Тула, 1999-с. 5-21.

86. Box G.E.P. Statistics for experimenters: an introduction to design, data analysis & model building. New York: John Wiley & Sons, 1978. - 653 p.

87. Montgomery D.C. Design and analysis of experiments. 5th Edition. New York: John Wiley & Sons, 2000. - 672 p.

88. Frigon N.L., Mathews D. Practical guide to experimental design. New York: John Wiley & Sons, 1997. - 342 p.

89. Cobb G.W. Introduction to design and analysis of experiments. New York: Springer, 1998. - 795 p.

90. Wu C.F.J., Hamada M. Experiments: planning, analysis, and parameter design optimization. New York: John Wiley & Sons, 2000. - 638 p.

91. Cox D.R. Planning of experiments. New York: John Wiley & Sons, 1992. -320 p.

92. ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. — М.: Издательство стандартов. — 1982г.-с. 63.

93. ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. М.: ИПК Издательство стандартов. - 1996г. - с. 59.

94. ГОСТ 16037 80 Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. — М.: Издательство стандартов. - 1980г. - с. 46.

95. РД 153-34.1-003-01 (РМТ 1с) «Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования» - М, ПИО ОБТ, 2001 - 399 с.