По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2010
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101737 |
| 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: | По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 // Автоматическая сварка. — 2010. — № 7 (687). — С. 54-56. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-101737 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1017372016-06-07T03:03:08Z По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 Краткие сообщения 2010 Article По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 // Автоматическая сварка. — 2010. — № 7 (687). — С. 54-56. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101737 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 |
Краткие сообщения Краткие сообщения |
| spellingShingle |
Краткие сообщения Краткие сообщения По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 Автоматическая сварка |
| format |
Article |
| title |
По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 |
| title_short |
По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 |
| title_full |
По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 |
| title_fullStr |
По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 |
| title_full_unstemmed |
По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 |
| title_sort |
по страницам журнала «welding and cutting» 2009, № 6 |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101737 |
| citation_txt |
По страницам журнала «Welding and Cutting» 2009, № 6 // Автоматическая сварка. — 2010. — № 7 (687). — С. 54-56. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| first_indexed |
2025-07-07T11:20:13Z |
| last_indexed |
2025-07-07T11:20:13Z |
| _version_ |
1836986887443578880 |
| fulltext |
волн АЭ. Это позволило существенно упростить,
решение задачи за счет инкапсуляции базовой
функциональности модели в объектах, моделиру-
ющих поры, и обеспечить в рамках того же самого
алгоритма моделирования, возникновения и раз-
вития разнообразных полей повреждений в раз-
ных условиях с учетом влияния концентрации
напряжений.
Разработана математическая модель, связыва-
ющая АЭ и акустические свойства материала с
процессом накопления повреждений, который
трактуется как возникновение, рост и взаимодейс-
твие сферических пор с учетом влияния объем-
ного распределения повреждений и геометрии
концентратора на прохождение через материал
акустических сигналов. Модель позволяет созда-
вать эталоны АЭ для различных условий форми-
рования поврежденности в материале. Усовер-
шенствована методика аналитического расчета
возникающих и распространяющихся в материале
волн АЭ путем разбиения суммарной волны на
элементарные составляющие по волновым числам
и комплексным частотам. Выполненные расчеты
возникающих и распространяющихся в стержне-
вых и плоских элементах конструкций акустичес-
ких волн показали зависимость спектра, формы
и амплитуд волн от толщины материала. Разра-
ботан и подтвержден экспериментально метод
прогноза разрушающей нагрузки, основанный на
сравнении данных реальных АЭ испытаний с эта-
лонами, получаемыми с помощью математичес-
кой модели накопления повреждений, представ-
ленных в виде вектора состояния материала.
Научные результаты, полученные в работе,
подтверждены на практике при анализе состояния
действующих конструкций, внедрены и применя-
ются в производственных условиях при диагнос-
тическом контроле и непрерывном АЭ монито-
ринге труб, барабанов котлов, сосудов давления,
хранилищ и оборудования цехов производства ам-
миака, на мостовых переходах труб аммиакопро-
вода.
СТИМУЛЫ РАЗВИТИЯ РЫНКА СВАРОЧНОЙ ТЕХНИКИ
Несмотря на экономический кризис, начавшийся с Уолл-
стрита и охвативший за несколько месяцев весь мир, тенден-
ция развития экологически чистой энергоиндустрии (финан-
сируемой Всемирным банком, например, в областях солнеч-
ной и ветроэнергетики, ядерной и гидроэнергетики)
способствует сохранению спроса на сварочное оборудование
и материалы, которые составляют не менее 11% на мировом
рынке и в настоящее время.
Ежегодный рост инвестиций в эту отрасль ожидается на
уровне 6,9 % (с 1,9 млрд в 2008 г. — до 3 млрд USD в 2015
г.), причем основные затраты предполагаются не на замену
энергетического оборудования, а на его техническое обслу-
живание и текущий ремонт, для выполнения которого необ-
ходимо использование сварочной техники.
Исходя из всеобщего дефицита квалифицированных
сварщиков, изготовители сварочных конструкций переходят
к использованию высокоавтоматизированных сварочных
процессов с минимальными требованиями к обслуживающе-
му персоналу.
Необходимость повышения производительности свароч-
ных процессов и качества сварных швов, снижения расхода
сварочных материалов, использования алюминия взамен ста-
ли способствует разработке и внедрению гибридных спосо-
бов сварки и аппаратуры для изготовления и ремонта свар-
ных узлов.
Таким образом, потребность в изготовлении, техничес-
ком обслуживании и текущем ремонте энергетического
оборудования, реализуемая известными и новыми спосо-
бами сварки (дуговая сварка под флюсом, сварка в среде
защитных газов и гибридные способы сварки), всегда ос-
танется насущной необходимостью даже в условиях гло-
бального кризиса.
ПО СТРАНИЦАМ ЖУРНАЛА
«WELDING and CUTTING»,
2009, № 6
54 7/2010
НОВЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ СВАРКИ И ПАЙКИ
Оцинкованная листовая сталь широко применяет-
ся в автомобильной промышленности, и если вначале
ее сваривали электродами на основе стальной омед-
ненной проволоки, то при переходе на проволоку из
медных сплавов оказалось возможным увеличить про-
изводительность и снизить себестоимость сварочных
процессов за счет сокращения затрат на исправление
брака.
Новые электродные проволоки компании «Berken-
hoff» (Германия) «bercoweld S2» и «bercoweld S3» для
высокотемпературной пайки и сварки стальных оцин-
кованных листов на основе сплава типа SG-CuSi3Mn
обеспечивают получение по сравнению со сварочной
проволокой сплава CuSi3Mn более пластичных свар-
ных швов, менее подверженных охрупчиванию за счет
строгого ограничения содержания кремния в металле
ниже 3 %, что, к тому же, улучшает адгезию фосфат-
ных и лакокрасочных покрытий.
Автомобилестроители в условиях жесткой конку-
ренции вынуждены постоянно повышать качество
внешнего вида автомобильного кузова и при этом пос-
тоянно снижать себестоимость его изготовления. В
процессах сборки элементов кузова погрешности их
изготовления приводят к резкому увеличению свароч-
ного зазора. Поэтому к основным требованиям, предъявляе-
мым к присадочному материалу, добавляется необходимость
качественного соединения листов при наличии больших за-
зоров, повышения скорости сварки, сокращения расхода ма-
териалов и времени. Именно с этих позиций была проведена
разработка проволоки «bercoweld S3» диаметром от 0,8 до
1,6 мм, пригодная для большинства процессов соединения
автомобильных кузовных узлов, включая стандартные МИГ-
процессы, лазерную и плазменную пайку.
Возможность получения качественных паяных соедине-
ний проволоками «bercoweld S3» и «bercoweld S2» при зазо-
рах, превышающих толщину соединяемых листов, показана
на прилагаемых фотографиях.
К достоинствам проволоки «bercoweld S3» относится воз-
можность соединения высокопрочных сталей, которые все
чаще стали использоваться в автомобилестроении.
Компания «Berkenhoff» обеспечивает полный цикл изго-
товления проволоки из цветных металлов, начиная от плавки
сырья в собственном литейном цеху, протяжки проволоки в
алмазных фильерах, вплоть до упаковки, что обеспечивает
высокое качество готовой продукции как по стабильности
химического состава, так и по чистоте поверхности прово-
локи.
Помимо присадочной проволоки из цветных металлов,
используемых в процессах сварки и пайки, компания «Ber-
kenhoff» выпускает прецизионную проволоку для электроис-
кровой обработки металлов и других отраслей промышлен-
ности, включая электронную и медицинскую.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ДИФФУЗИОННОГО ВОДОРОДА В СВАРНЫХ ШВАХ
Высокая диффундирующая способность атомов водоро-
да в металлах способствует формированию в нем очагов
разрушения. Причем водород проникает в металл не только
в процессе его обработки, например, при плавлении, трав-
лении, термической обработке, но и в процессе коррозии.
Более того, атомарный водород всегда образуется в изделиях
в зонах, подверженных напряжениям растяжения.
В процессах сварки водород проникает в сварные швы
из влаги, содержащейся в присадочных и свариваемых ма-
териалах, в окружающей атмосфере, и других источниках.
Концентрация водорода в зонах нарушения строения крис-
таллической решетки металла может приводить к рекомби-
нации атомарного водорода с повышением локального дав-
ления вплоть до 1000 атм, что сопровождается возникнове-
нием в металле холодных трещин.
Метод горячей экстракции водорода из исследуемых об-
разцов металла по сравнению с ртутным методом позволяет
точнее измерять его содержание и за более короткое время,
например, анализатором водорода «G4 Phoenix DH». Этот
прибор прост в обслуживании, снабжен автоматической сис-
темой проведения измерений, удобной компьютерной прог-
раммой обработки данных и выдает результат в промилле
или в миллилитрах на 100 грамм.
Измерение концентрации водорода в образце происходит
при его нагреве инфракрасными лучами до температуры по-
рядка 400 оС в кварцевой трубе диаметром 30 мм. Транспор-
тирующим агентом выделяемого водорода является аргон
высокой чистоты, который затем прокачивается через датчик
измерения теплопроводности газа, калиброванный на содер-
жание водорода.
Результаты анализа водорода анализатором «G4 Phoenix
DH» и форма выдачи результатов измерения соответствуют
международным стандартам AWS А4.3, а также DIN EN ISO
3690.
НЕКОТОРЫЕ НОВИНКИ НА ЯРМАРКЕ «ЭССЕН — СВАРКА-2009»
В области дуговой сварки плавящимся электродом фирма
«Lorch» представила процесс «SpeedArc» и «SpeedPulse»,
обеспечивающие более глубокое проплавление, стабильное
горение дуги и почти полное отсутствие разбрызгивания.
Кроме того, этим процессом можно выполнять вертикальные
швы без необходимости выполнения электродом движений
7/2010 55
типа «елочки», что позволяет повысить скорость сварки поч-
ти на 100%.
Фирма «Fronius» представила усовершенствованный спо-
соб сварки «СМТ advanced», учитывающий сочетание поляр-
ности сварочного тока и момента включения обратного пе-
ремещения сварочной проволоки. Это нововведение позво-
лит перейти к сварке более тонкого или ультратонкого
металла при увеличении сварочного зазора и при изменении
его величины.
Фирма «EWM» разработала процесс «ForceArc», обеспе-
чивающий повышенную стабильность направления дугового
факела и его осевую концентрацию за счет более высокого
давления дуги, более глубокого проплавления металла без
подреза сварного шва, с хорошим формированием корневого
шва. При этом появляется возможность вести сварку металла
с двусторонней разделкой при одностороннем нагреве ме-
талла толщиной 15 мм и более.
В области газотермической резки металлов представляет
интерес бензорез фирмы «Javac», состоящий из бачка для
бензина с ручной помпой для подачи бензина в резак давле-
нием воздуха. По второму рукаву в резак подается кислород.
К преимуществам бензореза относится возможность разре-
зания металла большей толщины, за меньшее время и с более
чистым резом, чем при использовании ацетилено-кислород-
ной резки, отсутствие обратных ударов пламени, высокая
эффективность процесса резки и низкие производственные
расходы.
ПРЕИМУЩЕСТВА МЕХАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПО СРАВНЕНИЮ СО СВАРНЫМИ
Механические соединения (типа клепки) используют вза-
мен сварных или паяных, в тех случаях, когда исключается
возможность нагрева соединяемых деталей или при необхо-
димости соединения разнородных материалов, например,
алюминия со сталью, соединения металлов с пластмассами,
композитными и другими материалами.
Преимущества механических соединений материалов
способствуют увеличению объема их использования в авто-
мобильной промышленности, при изготовлении мебели и ап-
паратуры домашнего обихода (холодильники, кондиционе-
ры, кухонные плиты и т. п.), где особенно велики требования
к качеству поверхности.
Результаты нескольких проведенных проектов по иссле-
дованию прочностных свойств различных типов соединений
показывают, что в отношении усталостной прочности соеди-
нений механические соединения имеют явные преимущества
по сравнению с соединениями, полученными точечной кон-
тактной сваркой (см. рисунок).
ОТСЛЕЖИВАНИЕ СВАРОЧНОГО ЗАЗОРА ПРИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКЕ МЕТОДОМ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ
При лазерной сварке для корректировки лазерного луча
необходимо использовать контактные или бесконтактные
датчики отслеживания сварочного зазора, пригодные для оп-
ределения его расположения в нахлесточном или угловом
типе соединения.
Проблема разработки датчика возникает при сварке лис-
товых материалов с нулевым зазором. Однако такого типа
соединения используются все чаще, так как при этом отпа-
дает необходимость в присадочном материале, обеспечива-
ющем получение сварного шва без подрезов или усадки.
Высокочастотные датчики, использующие вихревые то-
ки, применяются в автомобилестроении в процессах дуговой
сварки плавящимся электродом в среде инертного газа, где
вполне допустима точность отслеживания сварочного зазора
на уровне 0,5 мм, однако для процессов лазерной сварки этот
параметр должен быть существенно выше.
В связи с этим в рамках исследовательского проекта были
проведены разработка и испытания конструкции дифферен-
циального датчика с Т-образным сердечником с использова-
нием метода наводки вихревого тока в контакте соединяемых
деталей с нулевым зазором, которые показали возможность
определения местоположения сварочного зазора с точностью
25 мкм относительно его центра.
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИЧИН ОТКАЗОВ, СВЯЗАННЫХ
СО СВАРКОЙ И РЕЗКОЙ МЕТАЛЛА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ГАЗОВЫХ ТУРБИН
Форсунки мощных газовых турбин подвергаются высо-
ким статическим и динамическим нагрузкам и их надежность
в процессе эксплуатации во многом определяется выбором
типа сварного шва и материалов, используемых в сварных
соединениях.
На основе трех выбранных примеров появления трещин
в сварных соединениях показано, что разрушение их в боль-
шинстве случаев происходит в результате совокупного воз-
действия нескольких причин. В этом отношении особое зна-
чение должно быть уделено рассмотрению причин, вызыва-
емых просчетами конструкции, нарушениями технологии из-
готовления, сборки и режима эксплуатации.
Анализ поверхностей излома показывает, что основными
механизмами металлургического разрушения металла явля-
ются усталостное разрушение и горячие трещины.
56 7/2010
|