Іванов В. П. Теоретичні і технологічні основи підвищення ефективності процесу електродугового наплавлення на основі моделювання формоутворення зварювальної ванни

Мета роботи - підвищення ефективності процесу електродугового наплавлення на основі математичного моделювання формоутворення зварювальної ванни за рахунок створення технології та обладнання для реалізації технологічного процесу з керуванням складом та властивостями наплавленого шару. Об'єкт досліджень - процес формоутворення зварювальної ванни при електродуговому наплавленні. Предмет досліджень – функціональні залежності еволюції зони проплавлення основного металу та способи регулювання її основних параметрів при електродуговому наплавленні. Методи досліджень: методи математичного моделювання; хімічний та спектральний аналіз, механічні випробування для визначення складу і властивостей наплавленого металу; оптична мікроскопія для дослідження структури наплавленого металу і пришовної зони; дослідження процесу наплавлення за допомогою автоматизованого науково-дослідного комплексу на основі плати збору даних. Наведено теоретичне узагальнення і нове рішення підвищення ефективності процесу електродугового наплавлення керуванням складом та властивостями наплавленого шару на основі математичного моделювання формоутворення нестаціонарної зварювальної ванни. Вперше розроблено математичну модель формування зони проплавлення у часі при нерухомому джерелі нагріву - формування завершується в період до 10 с, причому збільшення швидкості наплавлення в інтервалі (2,8÷11)•10-3 м/с зменшує цей період на 12÷35 %. Встановлено, що форма кривої фронту плавлення в досліджуваному інтервалі вхідних даних може бути виражена у вигляді нелінійної функції, в якій параметри руху фронту залежать від швидкості подачі і діаметра електрода. Запропоновано новий підхід для розрахунків глибини зони проплавлення при наплавленні електродною стрічкою (стрічками) під шаром флюсу, який враховує явище переміщення зварювальної дуги по торцю стрічкового електроду.