НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o030.pdf (736.78Кб)

УДК 621.791.75

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Для выбора оптимальной конфигурации управляющих магнитных полей и построения рациональной конструкции магнитных систем требуется знать характер распределения сварочного тока в жидком металле сварочной ванны. Поэтому целью работы является создание расчётной методики определения плотности тока в сварочной ванне при дуговой сварке. Распределение сварочного тока в ванне зависит от поля удельного электрического сопротивления, которое определяется деформированным температурным полем при движении дуги со скоростью сварки. В предыдущих работах экспериментально и моделированием на электропроводной бумаге было показано, что деформация электрического поля определяется деформацией температурного поля. Исходя из этого при определённых граничных условиях была решена задача, дающая общее решение дифференциального уравнения, связывающего распределение потенциала и температуру в изделии при дуговой сварке. Такое решение получено при следующих граничных условиях 1) металл однородный; 2) поверхности ввода и вывода теплового потока и электрического тока совпадают; 3) поверхности ввода и вывода теплового потока и электрического тока являются одновременно эквипотенциальными и изотермическими; 4) остальные (боковые) поверхности являются адиабатическими границами. Поэтому в данной работе уделено основное внимание получению аналитического решения общего дифференциального уравнения, связывающего потенциал и температуру в изделии. В статье рассмотрено температурное поле от источника тепла, движущегося со скоростью сварки, с нормально-круговым распределением теплового потока при заданном коэффициенте сосредоточенности. Распределение плотности тока рассчитано исходя из того, что сварочный ток вводится через ту же поверхность что и тепловой поток и распределение плотности тока соответствует нормально-круговому при определённом коэффициенте сосредоточенности. В результате получено выражение, позволяющее  рассчитать плотность тока по известному распределению плотности теплового потока в изделии. Используя полученные результаты можно определять требуемую конфигурацию магнитных полей для создания нужных электромагнитных сил в сварочной ванне.

1. Неровный В.М. Способы стабилизации и управления тепловыми характеристиками дугового разряда при пайке в вакууме // Сварка и диагностика. 2013. № 2 . С . 34-40.
2. Неровный В.М. Теплоэнергетические характеристики сварочной дуги низкого давления // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 8-1. С. 46-49.
3. Крысько Н.В., Рыбачук А.М. Область, чувствительная к внешним магнитным полям при сварке в СО₂ // Сварка и диагностика. 2013. № 5. С. 36-40.
4. Крысько Н.В., Рыбачук А.М. Особенности области, чувствительной к внешним магнитным полям при сварке в аргоне и смесях // Сварка и диагностика. 2014. № 5. С. 54-56.
5. Завьялов В. Е., Звороно Я. П., Петраков А. Б. Использование продольного магнитного поля при наплавке под флюсом // Сварочное производство. 1990. № 2. С. 3-6.
6. Рыжов Р. М. Влияние импульсных электромагнитных воздействий на процессы формирования и кристаллизации швов // Автоматическая сварка. 2007. № 2. С. 56-58.
7. Акулов А.И., Рыбачук А.М. Удержание жидкого металла сварочной ванны поперечным магнитным полем // Сварочное производство. 1972. № 2. С. 9-10.
8. Акулов А.И., Рыбачук А.М., Чернышов Г.Г. Особенности формирования шва при сварке в поперечном магнитном поле // Сварочное производство. 1979. № 7. С. 11-14.
9. Кубарев В.Ф., Рыбачук А.М., Акулов А.И., Чернышов Г.Г. Магнитогидродинамическое торможение расплава в сварочной ванне // Известия вузов. Машиностроение. 1984. № 9. С. 134-136.
10. Коновалов А.В., Куркин А.С., Макаров Э.Л., Неровный В.М., Якушин Б.Ф. Теория сварочных процессов: учебник для вузов / под. ред. В.М. Неровного. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 752 с.
11. Куркин А.С., Королев С.А., Пономарев П.А. Обоснование исключения послесварочной термической обработки кольцевых стыков магистральных газопроводов с толщиной стенки свыше 30 мм из стали к65 // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 5. С. 10-13. DOI:10.7463/0513.0552162
12. Райчук Ю.И. Распределение тока по пластине при дуговой сварке // Автоматическая сварка. 1967. № 4. С. 19-22.
13. Микрюков В.Е. Теплопроводность металлов и сплавов. М.: Металлургиздат, 1959. 260 с.
14. Зернов А.В., Кубрин В.С., Пацкевич И.Р. Моделирование распределения тока на электропроводной бумаге // Сварочное производство. 1980. № 12. С. 35-36.
15. Рыбачук А.М., Чернышов Г.Г. Распределение сварочного тока в изделии и ванне при дуговой сварке // Сварка и Диагностика. 2011. № 6. С. 16-20.