Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2012
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101226 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона // Автоматическая сварка. — 2012. — № 6 (710). — С. 24, 27, 31, 37. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-101226 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1012262016-06-02T03:02:30Z Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона Производственный раздел 2012 Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона // Автоматическая сварка. — 2012. — № 6 (710). — С. 24, 27, 31, 37. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101226 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона Автоматическая сварка |
| title |
Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона |
| title_short |
Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона |
| title_full |
Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона |
| title_fullStr |
Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона |
| title_full_unstemmed |
Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона |
| title_sort |
завершенные нир в иэс им. е. о. патона |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101226 |
| citation_txt |
Завершенные НИР в ИЭС им. Е. О. Патона // Автоматическая сварка. — 2012. — № 6 (710). — С. 24, 27, 31, 37. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| first_indexed |
2025-07-07T10:37:11Z |
| last_indexed |
2025-07-07T10:37:11Z |
| _version_ |
1836984182177267712 |
| fulltext |
of the Brazilian Society of Mechanical Sci. and Eng. —
2004. — 26, № 3. — P. 17.
17. Molinero L. M. Y si los datos no siguen una distribucion
normal? Asociacion de la sociedad espaкola de hipertension
arterial, 2003.
18. Shapiro S. S., Wilk M. B. An analysis of variance test for
normality (complete samples) // Biometrika. — 1965. — 52,
№ 3, 4. — P. 591–611.
19. Mood A. M. Introduction to the theory of statistics. — 3-d
ed. — McGraw-Hill, 1974. — 540–541 p.
20. Ripley B. D. Robust Statistics. — Springer-Verlang, 2004.
— 11 p.
21. Ponomarev V. Arc welding process statistical analysis. Met-
hodical approaches, analysis conceptions, experiences, 1997.
22. Sanchez-Roca A., Carvajal F. H. New stability index for
short circuit transfer mode in GMAW process using acoustic
emission signals // Sci. and Technology of Welding and J. —
2007. — 12, № 5. — P. 460–466.
23. Metallurgy. Slag atlas. Verein Deutscher Eisenhuttenleute:
Verlag Stahleisen M.B.H. Duesseldorf, 1981. — 282 S.
The paper gives an assessment of the characteristics of duration and frequency of short-circuiting, as well as electrical
conductivity at arc re-ignition in welding with two types of coated electrodes E6013. Modes, in which the highest stability
of the process is guaranteed, and influence of coating composition on it are determined
Поступила в редакцию 24.01.2012
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ЯВЛЕНИЙ
ПРИ НАНЕСЕНИИ ПОКРЫТИЙ И МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ
В УСЛОВИЯХ ГИБРИДНЫХ И КОМБИНИРОВАННЫХ
ЛАЗЕРНО-ПЛАЗМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Научно-исследовательская работа по указанной теме была завершена в 2011 г. в Институте элек-
тросварки им. Е. О. Патона (руководитель темы — д-р техн. наук Ю. С. Борисов).
Для проведения исследований созданы лазерно-плазменные экспериментальные стенды с соос-
ным и перекрестным взаимодействием плазменной струи и лазерного луча, оснащенные дуговым
плазмотроном МП-4 (2,5 кВт), интегрированным лазерно-дуговым плазмотроном ИЛДП-01 (5 т) и CO2-
лазером (10 кВт). Калориметрическими измерениями установлено, что в случае соосного взаимо-
действия луча CO2-лазера и Ar-плазменной струи в плазмотроне ИЛДП-01 степень поглощения струей
энергии лазера достигает 15 %, при перекрестном пересечении Ar-плазменной струи лазерным лучом
она оставляет 20…30 %. Это приводит к образованию зоны оптического разряда и повышению тем-
пературы струи Ar-плазмы до (15…25)⋅103 К. Показано, что в их условиях создается возможность
протекания газофазных (CVD) процессов нанесения покрытий. Установлено, что при подаче в Ar-плаз-
менную струю газовой смеси 96Н2 + 4СН4 на поверхности подложек из молибдена и кремния, нагретых
до 700…800 °С, по данным рамановской спектроскопии и сканирующей электронной микроскопии
формируются алмазные структуры. Установлено, что при обработке такой струей образцов из стали
и Ti-сплава, нагретых до 200…300 °С, на поверхности формируется слой алмазоподобного углерода
толщиной 0,3…3 мкм с твердостью на стали — до 35 ГПа, на Ti-сплаве — до 20 ГПа.
Исследованы процессы, происходящие в условиях активированного лазерно-микроплазменного
напыления покрытий из порошка титана и продуктов распыления Ti-проволоки при использовании в
качестве активных газов N2, СН4, 96Н2 + 4СН4. Установлено, что в процессе напыления в результате
активации реакций взаимодействия поверхности Ti-частиц с газовой фазой идет образование TiC,
TiN, TiCN, которые формируют в покрытии дисперсные упрочняющие фазы, повышающие его твер-
дость до 13…17 ГПа.
Выполнены эксперименты по плазменному нанесению тонких оксидных покрытий из TiO2 и Al2O3
с использованием нанодисперсных суспензий и продуктов разложения прекурсоров — металлоор-
ганических соединений.
Исследован процесс гибридного лазерно-плазменного нанесения покрытий, формирующихся из
продуктов лазерной абляции мишени материала покрытия (Ni, Al2O3), переносимых на подложку
ламинарной струей Ar-плазмы. Установлена возможность получения таким путем покрытий Al2O3
толщиной 10…20 мкм при исключении образования парокапельной фазы.
Проведен анализ областей практического применения разработанных процессов, к основным из
которых относятся лазерно-плазменное упрочнение деталей ДВС (в частности, работы ИЭС с заводом
им. Малышева), оборудования полиграфической и деревообрабатывающей промышленности, метал-
лургического оборудования, штамповой оснастки; нанесение алмазоподобных покрытий на литейные
и прессформы пластиковой промышленности, детали холодильных компрессоров, плунжера ДВС,
инструмент и приборную технику.
24 6/2012
2. Горобец О. Ю., Максимов С. Ю., Прилипко Е. А. Анализ
гидродинамических процессов при сварке под водой с
электромагнитным воздействием // Сб. тр. Четвертой
междун. конф. «Математическое моделирование и ин-
формационные технологии в сварке и родственных про-
цессах» (27–30 мая 2008 г., пос. Кацивели, Крым): Киев,
2008. — С. 9–12.
3. Рыжов Р. Н., Максимов С. Ю., Прилипко Е. А. Влияние
внешних электромагнитных воздействий на пористость
швов при подводной мокрой сварке // Вест. НТУУ
«КПИ». — 2006. — № 48. — С. 226–229.
4. Применение внешних электромагнитных воздействий
для улучшения механических свойств швов при подвод-
ной мокрой сварке / Р. Н. Рыжов, В. А. Кожухарь, С. Ю.
Максимов, Е. А. Прилипко // Автомат. сварка. —
2004. — № 11. — С. 53–54.
5. Kolin A. An electromagnetokinetic phenomenon involving
migration of neutral particles // Science. — 1953. — 117. —
P. 134–137.
6. Leenov D., Kolin A. Theory of electromagnetophoresis.
Magnetohydrodynamic forces experienced by spherical and
symmetrically oriented cylindrical particles // Chemical Phy-
sics. — 1954. — № 22. — P. 683–688.
7. Andres U. Ts. Measurements of the ejecting electromagnetic
force in a conducting liquid // Izmeritel’naya Tekhnika. —
1963. — № 5. — P. 29–31.
8. Warczok A., Riverous G. Effect of electric and magnetic fi-
elds on metallic inclusions in a liquid slag // Proc. TMS an-
nual meeting (March 2–6, 2003, San Diego). — San Diego,
2003. — P. 224–229.
A non-convective mechanism of liquid melt degassing under the conditions of external electromagnetic impact in underwater
welding is considered. It is established that the generated buoyancy electromagnetic force acting on gas bubbles and
promoting their removal from the melt, is several times larger than the Archimedean force. By its magnitude and influence
on weld pool degassing, it is comparable with the centrifugal force generated in the melt rotating under the impact of
an external electromagnetic field
Поступила в редакцию 16.11.2011
СОЗДАНИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ СОЕДИНЕНИЯ
ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ
НИКЕЛЯ И ТИТАНА, РАЗРАБОТКА ПРИПОЕВ
И ТЕХНОЛОГИИ ПАЙКИ
Научно-исследовательская работа по указанной теме была завершена в 2011 г. в Институте элек-
тросварки им.Е.О.Патона (руководитель темы — чл.-кор. НАН Украины В.Ф.Хорунов).
Проведены систематические исследования сплавов системы Ti–Zr–Fe (Mn) в широком интервале
концентраций, изучена их структура и интервалы плавления. Построены объемные поверхности
ликвидуса данных систем, а также метастабильный политермический разрез Ti60Mn40–Zr67,5Mn32,5, обра-
зующийся при скоростях охлаждения более 0,1 К/с. На основе проведенных исследований установлены
области существования эвтектических сплавов с низкой температурой солидуса и ликвидуса. Выбраны
оптимальные составы эвтектических припоев с приемлемой температурой плавления для их использо-
вания в качестве припоев для пайки алюминидов титана. Показано, что применение адгезионно-активных
припоев на базе систем Ti–Zr–Fe и Ti–Zr–Mn для пайки алюминидов титана, обеспечивает формирование
двухфазной структуры паяных швов (TiAl и Ti3Al), близкой к структуре основного материала, кратковре-
менную прочность (651...693 МПа) при комнатной (284...316 МПа) и при повышенной (700 °С) темпера-
туре, близкую к прочности основного материала. Основным показателем жаропрочности является
длительная прочность, которая при температуре 700 °С и напряжении 200 МПа составляет соответ-
ственно 483 и 500 ч без нарушения структурной целостности образцов.
Проведенные комплексные исследования паяных соединений перспективных материалов на ос-
нове алюминидов титана позволяют расширить область их применения во многих отраслях про-
мышленности при изготовлении ряда деталей горячего тракта газотурбинных двигателей высо-
котемпературного назначения, включая авиационную и энергетическую промышленность, где необ-
ходимо обеспечить высокую жаропрочность создаваемым конструкциям и отдельным узлам.
Проведенные исследования по растеканию припоев различных систем по алюминидам никеля и
изучение формирования структуры паяных соединений алюминидов никеля при использовании литых
припоев с кристаллической структурой, а также припоев в виде многослойных микрокристаллических
фольг Ni/Al, полученных методом электронно-лучевого осаждения, показали перспективность данного
направления и возможность получения плотных однородных паяных швов без проведения специаль-
ной термической обработки соединений.
6/2012 27
щие участки наплавленного металла с мелкозер-
нистой, дифференцированной структурой и уп-
рочненными бором межзеренными границами,
дальнейший их рост прекращается.
1. Сильман Г. И. Термодинамика и термокинетика струк-
турообразования в чугунах и сталях. — М.: Машиност-
роение, 2007. — 302 с.
2. Гольдштейн Я. Е., Мизин В. Г. Модифицирование и мик-
ролегирование чугуна и стали. — М.: Металлургия,
1986. — 270 с.
3. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их резуль-
татов. — М.: Машиностроение, 1964. — 276 с.
4. Архаров В. И. Теория микролегирования сплавов. — М.:
Машиностроение, 1975. — 61 с.
5. Винаров С. М. Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и
стали. — М.: Металлургиздат, 1961. — 459 с.
6. Кривчиков С. Ю. Повышение треботехнических характе-
ристик наплавленных чугунных коленчатых валов автомо-
билей // Автомат. сварка. — 2008. — № 12. — С. 41–45.
The paper considers the effect of minor additions of boron on properties of hypoeutectic composition deposited metal
of the white cast iron type provided by wide-layer hardfacing using flux-cored wire. It has been established that boron
in an amount of 0.07...0.14 wt. % leads to a substantial improvement of crack resistance of the deposited cast iron. It
has been shown that growth of crack resistance is caused by the modifying effect of boron on sizes and structure of
components of the deposited cast iron and strengthening of grain boundaries
Поступила в редакцию 01.03.2012
КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРНОЙ
НЕОДНОРОДНОСТИ В СОЕДИНЕНИЯХ ВЫСОКОПРОЧНЫХ
НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ,
ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДАМИ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПРОКАТКИ,
И СПЛАВОВ СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ НА ОСНОВЕ
АЛЮМИНИЯ И НИКЕЛЯ, ПОЛУЧЕННЫХ СОВРЕМЕННЫМИ МЕТОДАМИ
ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, ПРИ ПРИМЕНЕНИИ РАЗЛИЧНЫХ
СПОСОБОВ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ, УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ
ТЕХНОЛОГИЙ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ И РАЗРАБОТКА
АЛГОРИТМОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Научно-исследовательская работа по указанной теме была завершена в 2011 г. в Институте
электросварки им. Е. О. Патона (руководитель темы — академик НАН Украины С. И. Кучук-
Яценко).
В работе использован системный подход, который включал комплексное исследование объекта,
а именно термодеформационных процессов прессовой сварки конструкционных материалов с имею-
щейся структурной неоднородностью с использованием экспериментального метода получения
информации.
В работе приведены результаты исследований влияния структуры основного металла высо-
копрочных низколегированных сталей нового поколения и сплавов со специальными свойствами
на основе алюминия и никеля на формирование структурной неоднородности и механические
свойства соединений, которые получены разнообразными способами сварки давлением. Получены
данные о природе образования квазиметаллических тонких структур в зоне соединения при сварке
давлением, исследована связь между образованием таких структур с макро- и микроструктурой
основного металла, термическим циклом и деформационным влиянием при различных способах
сварки давлением.
Разработаны рекомендации по оптимизации термодеформационного цикла сварки давлением
высокопрочных микролегированных сталей и специальных сплавов на основе алюминия и никеля.
Результаты проведенных работ являются базой для создания научных основ разработки алгоритмов
качества сварных соединений современных конструкционных материалов и технологий их сварки
давлением.
Определены критерии дифференциальной оценки структурной неоднородности и дефектов
сварки в соединениях, которые получены различными способами сварки давлением. Это позволяет
создать перспективные методики применения неразрушающих методов контроля существующим
автоматизированным оборудованием и обеспечит получение достоверной информации о качестве
соединений, полученных способами сварки давлением.
Сделаны прогнозные предположения относительно дальнейшего развития технологий прессовой
сварки современных и перспективных конструкционных материалов.
6/2012 31
лавлением и выполняет операционный контроль
качества соединений, она дает его оценку сразу
же после выполнения сварки. По сравнению с из-
вестными машинами К1000 имеет меньшую мас-
су, габариты, что позволяет ее использовать при
организации полустационарных цехов для сварки
рельсовых плетей.
1. Кучук-Яценко С. И. Контактная стыковая сварка оплав-
лением / Под ред. В. К. Лебедева. — Киев: Наук. думка,
1992. — 236 с.
2. Кучук-Яценко С. И. Влияние наследственности структу-
ры низколегированных и углеродистых сталей на свари-
ваемость в твердой фазе // Актуальные проблемы совре-
менного материаловедения: В 2 т. — Киев: ИД
«Академпериодика», 2008. — Т. 1. — С. 148–165.
3. Пат. UA 46820, 6 В 23К 11/04, С2 Україна. Спосіб кон-
такного стикового зварювання оплавленням / С. І. Ку-
чук-Яценко, О. В. Дідковський, М. В. Богорський та ін.
— Опубл. 17.06.2002.
Presented are the technology and a new generation of equipment for flash butt welding of high-strength rails for
construction and re-construction of high-speed railway lines, based on the use of the pulsed-flash butt welding process
Поступила в редакцию 21.03.2011
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕПЛОВЫХ,
МАССООБМЕННЫХ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В СИСТЕМЕ
«ЭЛЕКТРОДНАЯ ПРОВОЛОКА-КАПЛЯ-СТОЛБ ДУГИ» С ЦЕЛЬЮ
ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ
И ПЕРЕНОСА КАПЕЛЬ ЭЛЕКТРОДНОГО МАТЕРИАЛА
И ЕГО СВОЙСТВ ПРИ СВАРКЕ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ
Научно-исследовательская работа по указанной теме была завершена в 2011 г. в Институте
электросварки им. Е. О. Патона (руководитель темы — академик НАН Украины И. В. Кривцун).
Получены новые результаты теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия
тепловых, массообменных, электромагнитных и магнитогидродинамических явлений в системе
«электродная проволока – капля – анодный слой – столб дуги» при дуговой сварке плавящимся
электродом и распылении электродного металла. Приведены результаты теоретических и экспери-
ментальных исследований процесса формирования капли электродного металла в зависимости от
диаметра электродной проволоки, скорости ее подачи при дуговой сварке конструкционных мате-
риалов и алюминиевых сплавов на постоянном токе и в импульсном режиме. Экспериментально
установлен и теоретически проанализирован эффект «взрыва» капли при плавлении AlMg про-
волоки. Впервые получены данные о термодинамических и транспортных свойствах многоком-
понентной (Ar–Al, Ar–Fe, Не–Аl, He–Fe) плазмы столба дуги, а также дуги, которая горит в
среде водяного пара (применительно к «мокрой» сварки на глубинах до 200 м). Описаны результаты
исследований тепловых и газодинамических процессов при взаимодействии высокотемпературного
плазменного потока с металлическими материалами, установлены закономерности изменения струк-
туры, физико-механических и физико-химических свойств материалов при их обработке плаз-
менными потоками, определены основные технологические факторы, обеспечивающие комплекс
повышенных физико-механических характеристик нанесенных покрытий. Разработаны конст-
рукции высокоресурсных плазмотронов для переработки отходов и резки металлов, созданы образ-
цы плазменно-дуговых установок для реализации технологий обработки материалов. Научно-
технические результаты: математические модели и программное обеспечение, технология и опыт-
но-промышленные установки пароплазменной переработки твердых бытовых отходов, технология
и испытательное оборудование для плазменного нанесения покрытий из жаропрочных материалов,
технология и опытно-промышленные установки плазменной резки металлов повышенной толщины.
Потребность отечественного рынка в таких установках составляет 30–40 комплектов в год, эко-
номический эффект от внедрения одной установки составляет не менее 1 млн грн. в год. Прог-
нозируемые предположения о развитии объекта исследования — поиск новых технологических
возможностей дуговых и плазменно-дуговых методов обработки, соединения и нанесения покрытий
применительно к новым конструкционным материалам.
6/2012 37
|