Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла

Разработаны метод и оборудование для исследования процесса плавления ленточного электрода дугой, схема выбора параметра наплавки с принудительным переносом электродного металла....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Носовский, Б.И., Лаврова, Е.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2011
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102673
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:	Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла / Б.И. Носовский, Е.В. Лаврова // Автоматическая сварка. — 2011. — № 3 (695). — С. 30-33. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-102673
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1026732016-06-13T03:04:04Z Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла Носовский, Б.И. Лаврова, Е.В. Научно-технический раздел Разработаны метод и оборудование для исследования процесса плавления ленточного электрода дугой, схема выбора параметра наплавки с принудительным переносом электродного металла. A procedure and equipment for investigation of the process of strip electrode melting by an arc and schematic of selection of surfacing parameter with forced transfer of electrode metal have been developed. 2011 Article Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла / Б.И. Носовский, Е.В. Лаврова // Автоматическая сварка. — 2011. — № 3 (695). — С. 30-33. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102673 621.791.92 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	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Носовский, Б.И. Лаврова, Е.В. Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла Автоматическая сварка
description	Разработаны метод и оборудование для исследования процесса плавления ленточного электрода дугой, схема выбора параметра наплавки с принудительным переносом электродного металла.
format	Article
author	Носовский, Б.И. Лаврова, Е.В.
author_facet	Носовский, Б.И. Лаврова, Е.В.
author_sort	Носовский, Б.И.
title	Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла
title_short	Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла
title_full	Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла
title_fullStr	Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла
title_full_unstemmed	Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла
title_sort	разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102673
citation_txt	Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла / Б.И. Носовский, Е.В. Лаврова // Автоматическая сварка. — 2011. — № 3 (695). — С. 30-33. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT nosovskijbi razrabotkametodikivyboraparametrovnaplavkilentočnymélektrodomsprinuditelʹnymmehaničeskimperenosomžidkogometalla AT lavrovaev razrabotkametodikivyboraparametrovnaplavkilentočnymélektrodomsprinuditelʹnymmehaničeskimperenosomžidkogometalla
first_indexed	2025-07-07T12:43:43Z
last_indexed	2025-07-07T12:43:43Z
_version_	1836992141226672128
fulltext	УДК 621.791.92 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ НАПЛАВКИ ЛЕНТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЧЕСКИМ ПЕРЕНОСОМ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА Б. И. НОСОВСКИЙ, канд. техн. наук, Е. В. ЛАВРОВА, асп. (Приазов. гос. техн. ун-т, г. Мариуполь) Разработаны метод и оборудование для исследования процесса плавления ленточного электрода дугой, схема выбора параметра наплавки с принудительным переносом электродного металла. К л ю ч е в ы е с л о в а : наплавка, источник питания, прину- дительный механический перенос, ленточный электрод, нап- лавленный слой, качество Для получения в первом наплавленном слое тре- буемого химического состава применяют наплав- ку ленточным электродом, который распределяет тепловую энергию на большую ширину по срав- нению с проволочным. В результате глубина проплавления и разбавление наплавленного ме- талла основным уменьшаются. Однако с умень- шением глубины проплавления снижается способ- ность дуги разрушать препятствия на ее пути в виде брызг, оксидов, вследствие чего образуются местные несплавления [1]. Характер плавления электрода может быть раз- личным. Электрод может оплавляться каплей пос- ледовательно слой за слоем (рис. 1, а) или хао- тично (рис. 1, б). Передача тепловой энергии в этом случае происходит неравномерно, что спо- собствует увеличению вероятности образования несплавлений. Характер перемещения дуги и кап- ли жидкого металла может влиять на качество сварного соединения. Стабилизировать процесс плавления электрода можно путем принудитель- ного переноса электродного металла. Изучены различные способы принудительного переноса электродного металла. В работах [2–5] ус- тановлено, что принудительный перенос электрод- ного металла при сварке проволочным электродом снижает потери электродного металла на разбрыз- гивание, улучшает условия возбуждения дугового процесса, стабилизирует ток и напряжение. Однако существующие способы принудитель- ного переноса имеют отношение только к сварке (наплавке) проволочным электродом. Сведения о влиянии принудительного переноса на качество валика, наплавленного ленточным электродом под флюсом, отсутствуют. Поэтому представля- ется целесообразным разработать механизм пре- образования поперечных колебаний в продольные торца ленточного электрода и исследовать вли- яние параметров колебаний на процесс плавления электрода и качество наплавленного металла. Целью настоящей работы является разработка методики и оборудования для определения харак- тера перемещения дуги по торцу ленточного элек- трода при наплавке под флюсом ленточным элек- тродом с принудительным механическим перено- сом жидкого металла. Спроектировано приспособление принуди- тельного механического переноса электродного металла при наплавке под флюсом ленточным электродом (рис. 2). При автоматической наплав- ке механизм преобразования располагается близ- ко к дуге, что уменьшает массу ленточного элек- трода, совершающего возвратно-поступательные движения. Это позволило упростить механизм преобразования поперечных колебаний в про- дольные. Принцип работы представленного ме- ханизма заключается в следующем: вал 7 враща- ется приводом. Благодаря возвратно-поступатель- ному движению средней части вала-эксцентрика © Б. И. Носовский, Е. В. Лаврова, 2011 Рис. 1. Внешний вид торца ленточного электрода, оплавленного каплей последовательно слой за слоем (а) и хаотично (б) 30 3/2011 9 и пластин, установленных с зазором, по кото- рому движется ленточный электрод, происходят его поперечные перемещения, преобразующиеся в продольные колебания его торца. Предлагаемый механизм можно использовать для лент сплошного сечения, порошковые элек- троды не допускают многократных изгибов и виб- раций, так как это приводит к неконтролируемому просыпанию шихты. Для выяснения степени влияния принудитель- ного переноса на распределение энергии по ши- рине ленточного электрода необходимо знать ха- рактер перемещения дуги по его торцу. Известны следующие методы исследований характера перемещения дуги по торцу ленточного электрода: скоростная киносъемка и измерение распределения линий тока по ширине ленточного электрода [1]. Наиболее доступным является пос- ледний. Разработана приставка, с помощью ко- торой имитировалось место горения дуги на торце ленточного электрода (контакты). Известно [1], что с помощью контактов, рас- положенных по ширине ленточного электрода, можно определить положение дуги. Для контроля падения напряжения от тока с колебаниями торца ленточного электрода и без разработаны датчики (рис. 3). Сконструировано приспособление, в ко- тором по ширине ленточного электрода 100 мм расположены девять пар контактов (рис. 3). Для отработки методики проведения экспери- ментальных исследований использовали ленточ- ные электроды толщиной 0,3 и 0,5 мм из стальных наплавочных лент 08А и 10Х18Н10Т. Положение дуги имитировали контактом, при- жатым к торцу ленточного электрода. Конструк- цией приспособления предусмотрена возмож- ность включения пяти скользящих токоподводов (любого одного или их сочетания). Перемещение дуги по торцу ленточного элек- трода имитировали изменением места контакта. Внешний вид приспособления для преобразо- вания поперечных колебаний в продольные и рас- положение датчиков распределения тока по ширине ленточного электрода представлены на рис. 4. Использовали источник питания с плавной ре- гулировкой напряжения. Он представляет собой трехфазный автотрансформатор, понижающий разделительный трансформатор, к выходу кото- рого подключен трехфазный мостовой выпрями- тель, обеспечивающий минимальные пульсации выпрямленного напряжения. Ток измеряли с по- мощью амперметра 2 с шунтом, датчики 3 по- парно переключались с помощью переключателя 5. Падение напряжения на каждом датчике из- меряли с помощью милливольтметра 6. Для надежной работы АЦП необходимо выб- рать место заземления. Для этого заземляли то- коподводы или средний контакт нижнего ряда датчиков. Результаты измерений представлены на Рис. 2. Схема преобразования колебаний торца ленточного электрода из поперечных в продольные: 1 — изогнутое осно- вание; 2 — ленточный электрод; 3 — направляющий болт; 4, 5 — корпусы пластин; 6, 11 — корпусы подшипников; 7 — вал; 8 — подшипник на валу; 9 — средняя часть вала- эксцентрика; 10 — подшипник на эксцентрике Рис. 3. Схема расположения скользящих контактов (датчи- ков) на вылете ленточного электрода Рис. 4. Внешний вид приспособления для преобразования поперечных колебаний в продольные и расположение датчи- ков распределения тока по ширине ленточного электрода: 1 — эксцентриковый механизм; 2 — амперметр; 3 — датчики съема тока; 4 — контакты, имитирующие дугу; 5 — переклю- чатель; 6 — милливольтметр 3/2011 31 рис. 5. При заземлении среднего контакта нижнего ряда датчиков влияние на падение напряжения незначительно. Поэтому в дальнейшем проводили измерения с заземленным нижним контактом среднего датчика. Для обработки методики измерений изменяли положение дуги (контакта) и место токоподвода. Результаты измерений представлены на рис. 6– 10. Как видно из рис. 6, максимум распределения падения напряжения по ширине ленточного элек- трода при включении всех токоподводов и по- ложении дуги с правого края электрода распо- ложен над контактом, имитирующим положение дуги. На рис. 7 представлены результаты измерений для ленты толщиной 0,5 мм. При использовании стали 10Х18Н10Т полезный сигнал значительно выше в сравнении с наплавочным материалом Св- 08А. Из рис. 8 видно, что положение, а также ко- личество подключенных токоподводов не оказы- вает существенного влияния на характер распре- деления тока. Результаты эксперимента, представ- ленные на рис. 9, свидетельствуют о том, что пе- ремещение дуги по торцу ленточного электрода со- ответствует перемещению максимума тока. Видно, что при использовании ленточного электрода из 10Х18Н10Т и 08А характер кривых одинаков, но падение напряжения при использовании 08А зна- чительно ниже, так как удельное сопротивление стали 10Х18Н10Т больше, чем стали 08А. Для определения влияния тока шунта или од- новременно существующих двух дуг исследованы изменения падения напряжения при двух контак- тах, подключенных по центру и с правого края электрода. Как видно из рис. 10, при существо- вании двух дуг (контактов) на кривой появляется два максимума. Значение полезного сигнала при использовании материала 10Х18Н10Т больше, чем при использовании стали 08А. Для измерения параметров используется АЦП (Е14-140) (рис. 11), который имеет 16 дифферен- циальных входов или 32 с общей землей. У нас имеется 9 дифференциальных датчиков, поэтому использовали схему подключения дифференци- альных входов. Кроме датчиков распределения падения нап- ряжения по ширине ленточного электрода значе- ние тока дуги можно записать, используя для это- го шунт на 1000 А, 75 мВ. Для измерения нап- Рис. 5. Зависимость падения напряжения от места заземле- ния: 1 — токоподвод; 2 — средний контакт нижнего ряда датчиков Рис. 6. Зависимость падения напряжения по ширине ленточ- ного электрода толщиной 0,2 мм из стали 10Х18Н10Т для различных значений тока: 1 — 40; 2 — 20 А Рис. 7. Зависимость падения напряжения для тока 40 А по ширине ленточного электрода толщиной 0,5 м для разных материалов: 1 — 10Х18Н10Т; 2 — 08А Рис. 8. Зависимость падения напряжения для тока 40 А по ширине ленточного электрода толщиной 0,5 мм из стали 10Х18Н10Т для различных положений токоподвода: 1 — подключен центральный токоподвод; 2 — подключены все пять токоподводов 32 3/2011 ряжения используется делитель напряжения, па- раметры которого учитываются. Падение напря- жения на вылете электрода и шунте близки, а напряжение дуги значительно больше, что учиты- вается при программировании устройства на ПК. Выводы 1. Разработана методика для измерения распре- деления линий тока по ширине ленточного элек- трода, позволившая определить характер переме- щения дуги по торцу ленточного электрода при наплавке под флюсом ленточным электродом с принудительным механическим переносом элек- тродного металла. 2. Представлено распределение падения нап- ряжения по ширине ленточного электрода. 3. Определено влияние материала и тока на значение полезного сигнала, что необходимо учи- тывать при обработке результатов измерений. 4. Установлено, что заземление токоподвода или подвижных контактов существенно влияет на значение полезного сигнала. Для повышения чув- ствительности и точности измерений следует за- землять средний контакт в нижнем ряду датчиков. 5. При существовании двух дуг одновременно на распределении падения напряжения появляется два максимума. 6. Подтверждено, что положение максимума падения напряжения совпадает с положением ду- ги на торце ленточного электрода. Следовательно, использовав разработанные приспособления и АЦП, можно зафиксировать движение дуги по торцу ленточного электрода. 1. Гулаков С. В., Матвиенко В. Н., Носовский Б. И. Наплав- ка под флюсом ленточным электродом. — Мариуполь: ПГТУ, 2006. — 136 с. 2. Лебедев В. А. Особенности конструирования механиз- мов импульсной подачи электродной проволоки в сва- рочном оборудовании // Автомат. сварка. — 2003. — № 3. — С. 48–52. 3. Лебедев В. А. Тенденции развития механизированной сварки с управляемым переносом электродного металла (Обзор) // Там же. — 2010. — № 10. — С. 45–53. 4. Воропай Н. Н., Бенидзе З. Д. Особенности процесса свар- ки в CO2 с импульсной подачей электродной проволоки // Там же. — 1989. — № 2. — С. 23. 5. Пат. 24440, 7 В 23 К 9/12, С2 Україна. Спосіб дугового зварювання електродом, що плавиться / М. Б. Носовсь- кий. A procedure and equipment for investigation of the process of strip electrode melting by an arc and schematic of selection of surfacing parameter with forced transfer of electrode metal have been developed. Поступила в редакцию 20.10.2010 Рис. 9. Распределение падения напряжения для тока 40 А по ширине ленточного электрода толщиной 0,5 мм для различ- ных положений токоподвода: 1–4 — 10Х18Н10Т; 5–8 — Св-08А Рис. 10. Распределение падения напряжения по ширине лен- точного электрода для двух дуг: 1 — 10Х18Н10Т; 2 — 08А Рис. 11. Устройство для съема данных 3/2011 33

Разработка методики выбора параметров наплавки ленточным электродом с принудительным механическим переносом жидкого металла

Репозитарії

Схожі ресурси