Лаврова О. В. Розвиток теоретичних та технологічних основ управління тепломасопереносом при електродуговому наплавленні застосуванням механічного керуючого впливу на електрод

Мета - встановлення впливу параметрів механічного керуючого впливу на електрод для підвищення ефективності процесу електродугового наплавлення, а також створення технології та обладнання для реалізації розробок у виробничих умовах. Об'єкт дослідження процес електродугового наплавлення із застосуванням механічного керуючого впливу на електрод. Предмет дослідження тепломасоперенос електродного металу при електродуговому наплавленні під впливом механічних управляючих дій. Методи дослідження та апаратура: мікроструктурні методи дослідження, рентгеноспектральний мікроаналіз; вимірювання мікротвердості; цифрове осцилографування процесу наплавлення; математичне моделювання; розрахункові і експериментальні дослідження за допомогою програмних засобів обробки даних. Вперше встановлено, що застосування механічних керуючих дій на електрод дозволяє стабілізувати краплеперенесення електродного металу як через дугу, так і поза нею, знизити масу крапель, забезпечити дрібнокрапельне перенесення без коротких замикань дугового проміжку, при цьому форма та розмір електроду визначають оптимальний діапазон параметрів керуючого впливу. На основі розробленої матмоделі тепломасопереносу електродного металу при застосуванні механічного керуючого впливу на електрод, вперше визначені розмір та маса крапель електродного металу. Розроблена математична модель кондуктивного нагріву основного металу, яка враховує механічний вплив на електрод для випадку напівнескінченного тілу та плоского шару. Використання результатів моделювання при розробці оптимізованої технології наплавлення дозволяють збільшити ефективність розплавлення електродного металу при зменшенні тепловкладання в основний метал, за рахунок чого зменшуються площі ізотерм плавлення на рівні поверхні основного металу до 12% при незмінному значенні продуктивності. Підвищення ефективності розплавлення електродного металу за рахунок використання механічного впливу дозволяє знизити тепловкладання в зварювальну ванну та основний метал, причому ця залежність має екстремальний характер, що забезпечує зниження коефіцієнту варіації глибини проплавлення в середньому на 10%, поліпшення структуру НШЗ та підвищення працездатність наплавленого шару. Експериментально встановлено та підтверджено розрахунком збільшення коефіцієнту розплавлення електродного металу на 15÷25 % при застосуванні механічного керуючого впливу.Використання механічного керуючого впливу складові системи «електрод–дуга–зварювальна ванна» знаходяться в синергетичній взаємодії, визначаючи оптимальні значення управляючих параметрів для кожного розглянутого варіанту використання механічних керуючих дій на електрод.Отримали подальшого розвитку теоретичні і технологічні основи тепломасопереносу при електродуговому наплавленні шляхом встановлення закономірностей плавлення електродного та основного металу при використанні механічних управляючих дій на електрод(и). Узагальнено вплив параметрів управління на формування зони проплавлення, наплавленого валика і властивостей НШЗ для різних типів електродів, що дає змогу впроваджувати енергозберігаючі технології відновлення металургійного та прокатного обладнання