Settlement and Experimental Method of Estimation of Parameters of Transition Elements in the Weld Metal During Arc Welding and Improving the Whole Charge Flux Cored Wire

Abstract

Шалимов М.П., Вотинова Е.Б. Расчетно-экспериментальная методика оценки параметров перехода элементов в металл шва при дуговой сварке и совершенствования состава шихты порошковой проволоки // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. -2019. -Т. 21, № 1. -С. 28-35. Shalimov M.P., Votinova E.B. Settlement and experimental method of estimation of parameters of transition elements in the weld metal during arc welding and improving the whole charge flux cored wire.Приводится описание методики экспериментов и результаты обработки опытных данных для оценки параметров процесса дуговой сварки порошковой проволокой с применением метода полного материального баланса. Она представляет собой систему из трех уравнений. Первое уравнение описывает взаимосвязь усредненного и парциальных коэффициентов перехода; второе -переход элемента из металлической фазы; третье -восстановление элемента из шлаковой фазы. Приведены усредненные и парциальные коэффициенты перехода элементов в наплавленный металл и металл шва. При сварке порошковой проволокой состав наплавленного металла и его сварочно-технологические свойства зависят от условий плавления ленты и шихты и взаимодействия образовавшихся фаз друг с другом и газом. Итогом этих процессов является формирование сварочной ванны определенной массы и состава. Анализ экспериментальных данных позволил выявить взаимосвязь показателей процесса (коэффициентов перехода элементов) с технологическими параметрами. Приведены полученные регрессионные уравнения. Сравнение опытных и расчетных данных показало их хорошую сходимость, что говорит о возможности применения метода полного материального баланса для оценки коэффициентов перехода элементов при дуговой сварке порошковой проволокой. Полученные данные позволяют прогнозировать состав наплавленного металла или металла шва при произвольных параметрах режима сварки порошковой проволокой, а также оценивать эффективность состава шихты. Аналогичным образом можно определить наиболее экономичный вариант состава покрытия электродов. Для этого необходимо рассчитать себестоимость компонентов покрытия для различных вариантов состава, которые дают близкий по концентрациям легирующих элементов наплавленный металл, что гарантирует необходимые эксплуатационные характеристики.Ключевые слова: дуговая сварка, порошковая проволока, коэффициент перехода элемента, расчет состава металла шва, моделирование сварочных процессов, оптимизация состава, метод полного материального баланса, прогнозирование, состав наплавленного металла, математическое моделирование.