Диссертация (1024714), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Готальский, А.П.Горячев, И.В. Новиков, В.Г. Гордонный, Г.А. Головань, Н.С. Лычагин, Т.М.Слуцкая, Л.А. Фридлянд, Б.С. Касаткин и многие другие.Вместе с тем к настоящему времени подобные технологии сваркидостиглисвоеймаксимальнойпроизводительности.Дальнейшеесовершенствование может быть основано на расширении использованияодно- и многодуговой сварки и применения специальных зауженныхразделок.

Однако применению подобных инноваций при производствекорпусных конструкций мешает целый ряд объективных и субъективных11проблем, в том числе трудности, связанные с доступом в зону сварки из-заузости разделки, сложность обеспечения качественного формированияваликов заданной формы, необходимость проработки вопроса о влияниитехнологических параметров сварки на структуру шва и ЗТВ, отсутствиеданных о влиянии параметров сварки по узкому зазору на качество сварныхсоединений.Послерешенияперечисленныхпроблемнаиболеерациональным путем будет использование двухдуговой сварки по узкомузазору при выполнении протяженных (более 2 м) стыковых, а также угловыхи тавровых швов.

Тогда как однодуговую сварку по узкому зазору будетцелесообразно применять для менее протяженных стыковых, или угловых итавровых соединений.После анализа литературных данных и технической документацииприменяемых в производстве технологий установлено, что в настоящиймомент не существует единых подходов к определению режимов сварки и ихдопустимых областей, оптимальных форм разделок и требований к сборкестыков, серийному оборудованию и автоматических комплексов длядвухдуговой сварки по узкому зазору и т.д.

Поэтому развитие элементовтеории и создание технологических основ двухдуговой сварки по узкомузазору протяженных швов и однодуговой сварки менее протяженныхстыковых, угловых и тавровых соединений корпусных конструкций,технологических требований к сварочным материалам и оборудованиювесьма актуально.Одними из эффективных методов решения подобной многоплановойзадачиявляютсяметодыкомпьютерногоинженерногоанализа,использующие ранее накопленные теоретические и эмпирические знания, вформе модели, связывающей параметры технологии сварки с качествомсварных соединений.Цель работы: Повышение производительности сварочных работ иобеспечение стабильно высокого качества сварных соединений корпусныхконструкций специальной техники из высокопрочных сталей на основе12моделирования процессов формирования сварных соединений при одно- имногодуговой многопроходной сварке плавящимся электродом по узкомузазору.В соответствии с поставленной целью были определены основныезадачи работы:1.Выполнитьанализсуществующихспособовобеспечениястабильно высокого качества сварных соединений при сварке корпусныхконструкций специальной техники.2.Разработатьобобщеннуюфизико-математическуюмодельформирования сварных соединений при многопроходной сварке по узкомузазору и доказать ее адекватность реальному процессу сварки.3.Исследоватьвлияниепараметров многопроходнойодно-идвухдуговой сварки по узкому зазору корпусных конструкций на качествоформирования соединения.4.Исследовать закономерности возникновения дефектов при сваркепо узкому зазору и разработать методы снижения вероятности ихвозникновения при выполнении сварочных работ.5.Сформулировать технические требования к производственнымпроцессам и сварочному оборудованию для обеспечения стабильно высокогокачества сварных соединений при двухдуговой сварке по узкому зазорукорпусных конструкций специальной техники.6.поРеализовать предложенную технологию многопроходной сваркиузкомузазоруприизготовлениикорпусныхконструкцийизвысокопрочных сталей в производственных условиях.Методы исследований и достоверность полученных результатов.В работе использовалась совокупность теоретических, расчетных иэкспериментальных методов исследований.При анализе условий формирования швов и оптимизации режимовсваркииспользовалисьметодыкомпьютерногомоделирования.Теоретический анализ условий обеспечения стабильно высокого качества13сварных соединений выполнен на основе фундаментальных физикоматематических закономерностей, которые являются основой для проведениявычислительного эксперимента, позволяющего по физико-математическимсвязям составить представление об объекте исследований.Дляфиксациипараметровпроцессасваркииспользовалимногоканальный регистратор «AWR-725».Структуру сталей исследовали методами растровой микроскопии наэлектронном микроскопе высокого разрешения Quanta-200 (FEI Company,США) с системой Pegasus, использующей методы дифракции обратноотраженных электронов (EBSD) и энергодисперсионный спектрометр (EDS).Измерения микротвердости швов производили на приборе ПМТ-3.Достоверность результатов работы подтверждается соответствующимизначениямиметрологическиххарактеристик,полученныхпристатистической обработке экспериментальных данных, хорошем совпадениитеоретических и опытных значений геометрических параметров сварныхсоединений, их структур и свойств, практической реализацией результатов.Научная новизна.1.Разработаныэлементытеорииформированиясварныхсоединений при одно- и двухдуговой многопроходной сварке плавящимсяэлектродом по узкому зазору.2.Установлено, что особенностью сварки в глубокой зауженнойразделке является потеря устойчивости горения дуги вследствие сильногонагрева вылета электрода.3.Определено влияние формы разделки кромок и положенияэлектрода на распределение тепловой мощности дуги по ширине разделки.4.Определено, что качественное формирование шва в зауженнойразделке обеспечивается, если высота наплавленного слоя не превышает 0,3 0,5 ширины разделки.5.Установлено,чторациональнымпорасходуэнергиииуправляемости процессом двухдуговой сварки является процесс, при14котором минимальное расстояние между дугами соответствует разделениюобщей сварочной ванны на две.

Это обеспечивает возможность независимогорегулирования глубины проплавления предшествующего слоя током первойдуги, а формы поверхности наплавляемого валика - током и напряжениемвторой дуги.6.Показано, что оптимальным расстоянием между дугами, прикотором ударная вязкость достигает наибольших значений, являетсярасстояние 100 – 200 мм, обеспечивающее достаточное время пребыванияЗТВ в диапазоне температур полиморфного превращения (850 – 500 °С).Практическаязначимостьработы.Проведенныйкомплексисследований позволил создать перспективную технологию двухдуговойавтоматической и однодуговой механизированной сварки по узкому зазоруплавящимся электродом в защитных газах, которая была использована припроизводстве корпусов из высокопрочных среднелегированных сталей.Реализациярезультатовработы.Результатыработыввидетехнологических инструкций по сварке и сварочного оборудования длядвухдуговой автоматической сварки АДГФ-502 Шторм и полуавтоматовШторм-Лорх MicorMig 500 для механизированной сварки внедрены на целомрядепредприятий,средикоторых:ОАО«Научно-производственнаякорпорация «Уралвагонзавод» (г.

Нижний Тагил), АО «Уралтрансмаш» (г.Екатеринбург),атакжеОАО«Уральскийтурбинныйзавод»(г.Екатеринбург) и ЗАО «Курганстальмост» (г. Курган).Апробация работы. Материалы диссертационной работы былидоложены и обсуждены: на Всероссийской научно-технической конференции«Сваркавмашиностроениииметаллургии»(Екатеринбург,2005);Всероссийской научно-технической конференции «Новые материалы итехнологии: НМТ - 2012» (Москва, 2012); Всероссийской научнотехнической конференции «Сварка и диагностика» (Екатеринбург, 2012);XIII Международной научно-практической конференции «Фундаментальныеи прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в15промышленности и экономике» (СПб., 2012); Twelfth Russian-Israeli BiNational Workshop «The optimization of the composition, structure and propertiesof metals, oxides, composites, nano- and amorphous materials» (Jerusalem, 2013);Международной научно-технической конференции «Сварка и контроль 2013» (Пермь, 2013); Международной конференции «Сварка и родственныетехнологии - настоящее и будущее» (Киев, 2013); XIX Международнойнаучно-практической конференции «Высокие технологии в индустрии»(СПб., 2015); XV Международной научно-практической конференции«Научное обозрение физико-математических и технических наук в XXI веке»(Москва, 2015); II Международной научно-практической конференции«Актуальные вопросы науки и техники» (Самара, 2015); IV Международнойнаучно-практическойконференции«Компьютерныетехнологиивсоединении материалов - 2015» (Тула, 2015); семинаре кафедры «Технологиисварки и диагностики» МГТУ им.

Н.Э. Баумана (Москва, 2015).Публикации. По материалам диссертации опубликовано 38 печатныхработ, из них 29 работ в журналах, рекомендованных ВАК, изданамонография, получено четыре патента РФ на изобретение и полезныемодели.Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шестиглав, общих выводов, списка литературы и 4 приложений.

Диссертациянаписана на 394 страницах и содержит 183 рисунка, 48 таблиц. Списоклитературы состоит из 311 наименований.Большое значение при выполнении работы имели дискуссии, советы изамечания специалистов МГТУ им. Н.Э. Баумана, ТулГУ, ОАО «Научнопроизводственной корпорации «Уралвагонзавод», АО «Уралтрансмаш», атакже ведущих специалистов в области сварки: Н.П. Алешина, В.Ф.Лукьянова, М.П. Шалимова, С.И.

Характеристики

Список файлов диссертации