Наукові конференції України, НОВІ МАТЕРІАЛИ І ТЕХНОЛОГІЇ В МАШИНОБУДУВАННІ-2025

Розмір шрифту: 
ОСОБЛИВОСТІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЗВАРЮВАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ ПРИ ДІЇ ЗОВНІШНЬОГО ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ В УМОВАХ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА
С. Ю. Максимов, О. О. Прилипко

Остання редакція: 2025-11-06

Тези доповіді


Зварні шви сучасних підводних металоконструкцій відповідального призначення часто за рівнем механічних властивостей не повинні поступатися швам, виконаним на суші. У той же час фізико-хімічні та металургійні процеси при зварюванні під водою протікають в важких, екстремальних умовах, що обумовлює складність отримання якісних з'єднань. Попередні досліди з використанням спеціального порошкового дроту підтвердили ефективність цього напряму. Але чутливість технології до хімічного складу сталі та навіть незначних відхилень умов зварювання (солона чи прісна вода, її температура, глибина зварювання та інше) викликають необхідність спеціальних досліджень. При порушенні нормального перебігу процесу зварювання можливі виникнення різних дефектів у будові шва, які знижують механічні властивості шва та з'єднання загалом, особливо їх міцність.

Цей процес протікає тим сильніше, чим більший гідростатичний тиск. Зміна умов зварювання істотно змінює характер протікання газообмінних реакцій, процес кристалізації розплавленого металу і формування структури металу шва

Для подальшого вдосконалення технології механізованого підводного зварювання було використано методи математичного моделювання, як найбільш раціональні для оптимізації експериментальних досліджень в умовах водного середовища. Математичні моделі дозволили врахувати вплив як первинних чинників, а саме заданий струм і напругу в зварювальному ланцюгу і індукторі, властивості матеріалів і умови протікання процесу, так і вторинних - формування структури металу шва і зони термічного впливу і властивості зварного з'єднання.

Максимальне підвищення технологічних та фізико-хімічних властивостей зварних з’єднань досягається у певному діапазоні параметрів електромагнітного впливу. Для цього за заданою геометрією системи, фізичними характеристиками матеріалів, з яких виготовлені конструктивні елементи, електричному з'єднанню елементів, заданими струмами в первинних обмотках необхідно визначити розподіл електродинамічних зусиль в рідкому провіднику - розплаві ванни.

Вирішення проблеми ефективності процесу дугового зварювання з дією керуючих магнітних полів дозволить підвищити продуктивність процесу. Проведені дослідження підтвердили ефективність використання ЗЕВ в умовах зварювання під водою для усунення негативного впливу гідростатичного тиску та водного середовища. Попередні експерименти показали значне зниження розмірів пор і їх більш рівномірне розташування в об’ємі металу зварних швів, зменшення параметра кристалічної ґратки.

Таким чином, дослідженнями зварних з'єднань, отриманих зварюванням під водою, встановлено, що застосування ЗЕВ забезпечує: подрібнення зеренної структури фериту; рівномірний розподіл густини дислокацій у внутрішніх об’ємах бейнітних складових, відсутність зон локалізованої деформації по границях рейкових структур; зниження рівня локальних внутрішніх напружень. Виконано аналіз впливу структурних факторів на дислокаційному рівні на зміну локальних внутрішніх напружень – зон локалізації деформації в структурах верхнього та нижнього бейніту для досліджуваних варіантів зварних з'єднань. Встановлено структурні умови одержання якісних зварних з'єднань при зварюванні низьколегованих сталей під водою, які забезпечують їх тріщиностійкість. Найбільш прийнятна структура металу зварних з’єднань при зварюванні під водою формується в умовах застосування ЗЕВ, що забезпечує високий рівень механічних властивостей та тріщиностійкість зварних з'єднань.


Full Text: PDF