Отзыв оппонента 1 (Развитие элементов теории формирования шва и технологических основ многопроходной сварки плавящимся электродом по узкому зазору корпусных конструкций специальной техники из высокопрочных сталей)

ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТАна диссертационную работу Шолохова Михаила Александровичана тему: «Развитие элементов теории формирования шва итехнологических основ многопроходной сварки плавящимся электродомпо узкому зазору корпусных конструкций специальной техники извысокопрочных сталей», представленную на соискание ученой степенидоктора технических наук по специальности 05.02.10 - Сварка, родственныепроцессы и технологииАктуальность избранной темыДиссертационнаяработапосвященапроблемамповышенияпроизводительности сварочных работ и обеспечения высокого качествасварных соединений корпусных конструкций специальной техники извысокопрочных сталей при одно- и многодуговой многопроходной сваркеплавящимсяэлектродомпоузкомузазору.Выбранноесоискателемнаправление – моделирование процессов сварки – с технической точкизрения является на сегодняшний день одним из наиболее популярныхнаправлений в сварочных технологиях.

Имея возможность применятьподобные подходы, можно получать достаточно данных об условиях, прикоторыхобеспечиваетсяприемлемоекачествоиминимизируетсявероятность возникновения дефектов сварных соединений. Однако до сихпор с научной точки зрения не проводился анализ факторов, гарантирующихповышение производительности одно- и многодуговой сварки по узкомузазору с обеспечением высокого качества сварных соединений, не делалисьпрогнозные количественные оценки дефектов в их сопоставлении сэкспериментами.

Эти обстоятельства позволяют говорить о том, чтопроведенноесоискателемисследованиепроцессовмногодуговоймногопроходной сварки в защитных газах по узкому зазору и предложенноеразвитие теории формирования сварных соединений, которое позволитсформулировать технические требования к производственным процессам,1обладают не только актуальностью, но и высокой научнойновизной ипрактической значимостью.Степень обоснованности научных положений, выводов ирекомендаций, сформулированных в диссертацииВрецензируемойзаключающийсявработесозданииреализованрасчетнойсовременныйметодикинаподход,основеэкспериментально-теоретического исследования процессов, протекающихпри нагреве и плавлении сварочных материалов.

В связи с этим результатыдиссертационной работы являются важными для дальнейшего развитиятеории и практики сварочного производства.Выводы и положения диссертационной работы базируются начисленных и аналитических методах решения задач физико-математическогомоделирования, модельных и натурных экспериментальных исследованиях идостоверной математической обработке полученных результатов. Авторграмотно подошел к построению новых моделей, четко указал ихограничения, с их использованием разработал и успешно реализовалтехнологические процессы многопроходной сварки.

Это дает основаниесчитать,чтонаучныеположения,выводыирекомендации,сформулированные в диссертации достаточно обоснованы.Достоверность и новизна исследования, полученных результатов,выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертацииНовизна полученных результатов и их научная ценность заключается втом, что впервые получены модели, описывающие процессы формированиясварных соединений при одно- и двухдуговой многопроходной сваркеплавящимсяэлектродомпоузкомузазору.Авторомзакономерности изменения параметров дугового разряда вустановленыглубокойзауженной разделке вследствие периодических изменений температуры исопротивления вылета электрода. Также установлены зависимости изменения2формы сварочной ванны и металла шва, а также химического состава,структуры и механических свойств сварных соединений от режимовмногопроходной сварки по узкому зазору.Достоверностьполученныхданныхподтверждаетсянетолькоприменением современных методов исследований, но и результатамистатистической обработки, которые показывают значимость полученныхрегрессионных зависимостей, хорошим совпадением теоретических иопытных значений параметров сварных соединений, их структуры и свойств.Все утверждения подтверждены ссылками на источники.

Результатыэкспериментов соответствуют излагаемой теории.Значимость для науки и практики полученных авторомрезультатовРезультаты работы свидетельствуют о значительном личном вкладесоискателя в развитие теории и практики многодуговой сварки в защитныхгазах. Практическую значимость диссертации составляет разработка ивнедрениеновыхмногопроходнойтехнологическихсваркиплавящимсяпроцессоводно-электродомпоидвухдуговойузкомузазору,обеспечивающих повышение производительности сварочных работ ивысокое качество сварных соединений корпусных конструкций специальнойтехники из высокопрочных сталей.

Общий экономический эффект отвнедрения разработки составил более 30 млн. руб.Рекомендации по использованию результатов и выводовдиссертацииВ диссертации изложены научно обоснованные технические итехнологические решения по повышению качества сварных соединенийкорпусных конструкций специальной техники из высокопрочных сталей.Внедрение этих решений вносит значительный вклад в развитиеэкономики и обороноспособности страны.

Материалы диссертации могутбыть использованы в авиационной промышленности (ФГУП ГНЦ ВИАМ,3ФГУП ММПП «Салют», ФГУП «НПО «Энергомаш» им. академика В.П.Глушко», в энергетическом машиностроении (ПАО «Ижорские заводы», АО«НИКИМТ»), в судостроении (ЦНИИ КМ «Прометей») и других отраслях(ОАО «НПК «Уралвагонзавод», АО «Уралтрансмаш», ЗАО «Уральскийтурбинный завод» и ЗАО «Курганстальмост»)Содержание диссертации, ее завершенностьПервая глава работы носит обзорный характер – автор последовательноописываетсуществующиеподходыкреализациипроцессовсваркикорпусных конструкций, в которых используются как стыковые соединения,так и соединения под острыми и тупыми углами, при этом он анализирует ихнедостатки.

Им показано, что для повышения производительности сваркиможно применять разделки зауженной формы, с общим углом раскрытия 8120º или применять многодуговые процессы. В главе также формулируютсяцель и задачи исследований, непосредственно связанные с разработкойметодики расчета режимов сварки и техническими требованиями ксварочному оборудованию, с выбором оптимальных форм разделок, а такжес определением допустимых отклонений при сборке стыков.Втораяглавапосвященасозданиюобобщеннойфизико-математической модели для анализа и оптимизации процесса двухдуговоймногопроходной сварки по узкому зазору, которая основана на системеуравнений теплопроводности и равновесия поверхности сварочной ванны.При этом граничные условия учитывают распределение теплового потока дугна боковые поверхности разделки кромок и сварочную ванну, влияние наформу последней гидродинамического напора расплавленного металла иуменьшение глубины разделки при последовательном наложении валиковмногопроходного шва. Автором разработаны методы решения системыуравнений обобщенной математической модели процесса двухдуговойсварки плавящимся электродом по узкому зазору, а также алгоритмпоследовательного моделирования формирования многопроходного шва.Возможности модели позволяют использовать её в качестве инструмента для4исследования технологии двухдуговой сварки плавящимся электродом взащитных газах по узкому зазоруВ третьей главе приведены результаты проверки адекватностикомпьютерного моделирования.

Экспериментально показано, что физикоматематическая модель удовлетворительно воспроизводит формированиеодно- и многопроходного шва при сварке одной и двумя дугами стали кактонких листов (≤ 10 мм) без разделки кромок, так толстого металла (≥ 20 мм)в глубокой и узкой разделке. Сравнение экспериментальных данных срезультатами компьютерного моделирования показало, что при полученнойпогрешности результаты определения параметров дуги и размеров шваудовлетворяют критерию Фишера при доверительной вероятности 0,95.Показано,чтокомпьютерноемоделированиеудовлетворительновоспроизводит форму сварочной ванны и формирование многопроходногошва, а также химический состав, структуру и механические свойства сварныхсоединений.Четвертаяглавапосвященаисследованиювлиянияосновныхпараметров многопроходной двухдуговой сварки высокопрочных сталей вузкую разделку (ток, напряжение, длина дуги, скорость сварки) на значенияпоказателей качества формирования шва.

Установлено, что главнымиособенностямиустойчивостисваркигорениявзауженнойдугиразделкевследствиеявляетсяпериодическихснижениеизмененийтемпературы и сопротивления вылета электрода, а также чувствительностьраспределения мощности дуги к расположению электрода в разделке,приводящиекнесимметричномуформированиюсварочнойванны,возникновению непроваров и межслойных несплавлений. При этом авторпоказал, что рациональным по расходу энергии и управляемости процессомдвухдуговой сварки является процесс, при котором минимальное расстояниемежду дугами соответствует разделению общей сварочной ванны на две. Этообеспечиваетвозможностьнезависимогорегулированияглубины5проплавления предшествующего слоя током первой дуги, а формыповерхности наплавляемого валика - током и напряжением второй дуги.Впятойглавепредставленырезультатырасчетапараметровмногопроходной двухдуговой сварки по узкому зазору, обеспечивающихтребуемые служебные свойства сварных соединений.

Автор разработалметодику последовательного расчета параметров сварки каждого изпроходов многопроходного шва, основой которой является процедурарешения обратной задачи моделирования с использованием системыуравнений, связывающих технологические параметры процесса сварки сгеометрическимихарактеристикамисварногошва.Имопределенытребования к оборудованию, в соответствие с которыми для обеспечениястабильно высокого качества сварных соединений при двухдуговоймногопроходной сварке необходимо использовать автоматические системыслежения за стыком, обеспечивающие погрешность ориентации электрода встыке ±0,25 мм.