Интересные статьи:
Механикотехнологические методы испытаний
Первое место занимает ситовый анализ, который во многих случаях удовлетворительно характеризует технологическую Пригодность порошка. В последнее время отмечается стремление стандартизировать необходимые для ситового анализа приборы и ход анализа...
Исследования химической активности
Общеизвестно, что металлический порошок при соприкосновении с воздухом активно поглощает кислород. Однако это Окисление может распространяться в различной степени, причем скорость реакции зависит от размеров и состояния поверхности...
Физические методы исследования
Значительным достижением в области прямого исследования металлических порошков является широкое использование электронного микроскопа, на что указывают Хунгер и Павлек, а также Гривст с сотрудниками. Хотя высказывания отдельных авторов о возможности применения электронного микроскопа в порошковой металлургии и расходятся в частностях, все же большинство из них указывает на преимущества этого метода...
Порошковые электроды |
12-02-2022 |

Предложена математическая модель теплового состояния вылета порошковой ленты, которая дает возможность определить зависимость температуры нагрева оболочки от плотности сварочного тока, размеров, коэффициента заполнения, неравномерности нагревания оболочки и сердечника и теплофизических свойств порошковой ленты. Рассматривая сердечник порошковой ленты как тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями оболочки и ленты, было получено математическую модель нагрева сердечника на излете порошковой ленты.
Установлено, что независимо от конструктивных особенностей порошкового электрода разница температур нагрева оболочки и сердечника возрастает с повышения скорости плавления и размеров порошкового электрода. Для получения нужной температуры нагрева порошкового электрода необходимо снижать ток и повышать вылет электрода. Способ наплавки с повышенным вылетом не исчерпывает всех резервов роста производительности и улучшения качества наплавленного металла.
Доказано, что во время наплавки порошковой электродом, подогреваемый на излете, в сердечнике интенсифицируются термохимические и теплофизические процессы взаимодействия ингредиентов системы "сердечник-оболочка", природа и кинетика которых имеет положительное влияние как на производительность, так и на сварочно-технологические характеристики процесса наплавки . Предложена методика расчета параметров подогрева порошкового электрода и источника подогрева с заданными скоростью плавления, температурой подогрева, неравномерностью плавления оболочки и сердечника и теплофизическими свойствами порошкового электрода.
Разработаны математические модели для расчета температуры в любой точке сердечника подогреваемой порошкового электрода различного конструктивного исполнения. Например, решая дифференциальное уравнение распределения температуры в сердечнике порошковой ленты на участке подогрева для t, tн] (или Fo, Foн]), получено математическую модель нагрева сердечника (14), которая позволяет определить температуру в любой точке сердечника подогреваемой порошковой ленты:
, (14)
при начальной температуре сердечника:
и граничных условий:,,
где - начальная температура оболочки ленты, достигнута время tн на участке подогрева длиной Lн.
В формуле (14) указанные Bi - критерий Био; r - половина толщины сердечника порошковой ленты; An - начальные тепловые амплитуды, определяемые из соотношения:
.
Для достижения равномерности нагрева сердечника и оболочки необходимо принять Pd близким к нулю, т.е. положить скорость нагрева оболочки порошковой ленты на излете g практически равной нулю. Для выравнивания нагрева сердечника за пересечением порошковой ленты требуется достаточное время пребывания на вылете. При Pd = 0 имеем:
(15)
Расчеты, проведенные с использованием зависимостей (14) и (15), позволили принять технологическую схему наплавки подогреваемой порошковой лентой: быстрый нагрев в течение первой стадии (на участке подогрева) и охлаждения на излете электрода с целью максимального перераспределения тепла между оболочкой и сердечником порошковой ленты. В этом случае неравномерность нагрева сердечника становится незначительной (менее 3% при F0, 5). Решая дифференциальное уравнение теплопроводности Лапласа, получены математическая модель для расчета температуры в любой точке сердечника подогреваемой порошковой ленты. Дополнительный подогрев, в частности, распространяет диапазон рабочих напряжений как в сторону меньших, так и в сторону больших значений (рис.), снижает газонасыщенность металла шва (рис. 5).
Рис. 4. Динамика диапазона рабочих напряжений в зависимости от изменения тока подогрева | Рис.5. Газонасыщенность металла шва с различными вариантами наплавки
Для реализации разработанных математических моделей, описывающих температурные поля оболочки и сердечника порошковой электрода различного конструктивного исполнения в зависимости от геометрических параметров, теплофизических свойств и режимов наплавки, предложен обобщенный программный комплекс, обеспечивающий оперативный расчет температуры в любой точке порошкового электрода и визуализацию результатов расчетов тепловых процессов, происходящих во время наплавки порошковой электродом.




