Сварка и Диагностика №1-2014

№1-2014 (январь-февраль)

Информационный раздел НАКС

2 Общее собрание организаций-членов СРО НП «НАКС»

3 Учредительный съезд Общероссийской общественной организации «Российское сварочное профессиональное сообщество»

5 Консультационно-информационный семинар «Перспективные направления развития САСв в 2014 г.»

6 АНО ЦЭС «Техкранэнерго» (г. Владимир)

7 АНО «Ярославский аттестационный центр»

9 Нечаев С.В., Егоров Б.С. Учебная тревога

Научно-технический раздел

10 Журавлев С.И., Коновалов Н.А., Ерофеев В.А., Полосков С.И. Компьютерная оптимизация параметров контактной стыковой сварки оплавлением магистральных трубопроводов

15 Лебедев В.А. Особенности управления процессом сварки плавящимся электродом с импульсной подачей электродной проволоки

19 Шолохов М.А., Бузорина Д.С. Управление сварочным током в зависимости от положения электрода в разделке при сварке с поперечными колебаниями в защитных газах

22 Авагян В.Ш., Геворгян А.А., Варданян В.В., Мкртчян Т.Г., Конюшков В.Г. Исследование микротвердости в зоне соединения титана со сталью

27 Труханов К.Ю., Царьков А.В. Исследование влияния формы сварочной ванны на опасность возникновения горячих трещин

32 Трушников Д.Н. Реконструкция формы канала проплавления при электронно-лучевой сварке с осцилляцией луча

38 Букин В.М., Панков С.В., Панков В.В. Оценка качества сварочных электродов методом 3D лазерной диагностики поверхности сварного шва

Производственный раздел

41 Алешин Н.П. Оценка остаточного ресурса сварных конструкций

48 Беленький В.Я., Кротов Л.Н., Ольшанская Т.В., Абдуллин А.А., Младенов Г.М., Колева Е.Г., Быков С.И. Электронно-лучевая сварка высокопрочных сталей с бронзой с использованием динамического позиционирования электронного пучка

50 Иванов Н.А., Балановский А.Е., Калашников Ю.Д., Рязанцев В.В., Скрипнеченко А.С.Оценка качества высокочистых кварцевых тиглей, получаемых электродуговой наплавкой. Ч. 2

57 Гаврилов А.И., Гладков Э.А., Перковский Р.А. Видеокомпьютерные технологии построения компактных моделей протяженных сварных швов в системах автоматизированного мониторинга качества при строительстве магистральных трубопроводов

Подготовка кадров

62 Маслов Б.Г. Академический и прикладной бакалавриат в области машиностроения

***

***

УДК 620.179:620.19:621.791.763

С.И. Журавлев, инж., Н.А. Коновалов, инж.(ЗАО «Псковэлектросвар»),

В.А. Ерофеев, канд. техн. наук(Тульский государственный университет),

С.И. Полосков, д-р техн. наук(ФГАУ НУЦ «Сварка и контроль»при МГТУ им. Н.Э. Баумана)

si.zhuravlev@yandex.ru

КОМПЬЮТЕРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Для оценки условий получения бездефектных соединений пpи контактной стыковой сваpке оплавлением выполнен компьютеpный анализ влияния технологических фактоpов на отдельные стадии пpоцесса. Установлено, что на пpоцесс начального возбуждения оплавления pешающее воздействие оказывает угол pазделки кpомок. Общая длительность стадии оплавления должна быть достаточна для получения установившегося pаспpеделения темпеpатуpы в стыке. На заключительной стадии пpоцесса для облегчения выдавливания металла из стыка пpи осадке нужно пpедельно увеличить гpадиент темпеpатуp в стыке. Это достигается увеличением скоpости оплавления до максимально возможного значения для используемой машины. Для исключения закалочных стpуктуp темпеpатуpа завеpшения дефоpмиpования металла пpи осадке должна быть ниже темпеpатуpы фазового пеpехода.

Ключевые слова: контактная стыковая сваpка оплавлением, компьютеpный анализ, осадка, скоpость оплавления, фазовый пеpеход.

For estimate of estimate of defect-free joints production on flash butt welding computer analysis was completed of technological factorson individual process stages. It was found, that on process of flash initial excitation a decisive impact render a groove angle. Totallength of flash stage should be enough for production of steady temperature distribution in butt. On final process stage for facilitate theextrusion of metal from the joint during upset it is needed to increase the maximum temperature gradient in butt. This is achieved by flashspeed increase to maximum possible value for using machine. For exception hardening structure the temperature of metal deformationcompletion should be below phase transition temperature.

Keywords: flash butt welding, computer analysis, upset, flash speed, phase transitions.

УДК 621.791.75.039—229.61

В.А. Лебедев, д-р техн. наук ИЭС им. Е.О. Патона

lebedevvladimir@ukr.net

ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ С ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧЕЙ ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОВОЛОКИ

Рассмотрены особенности управления процессом механизированной сварки с импульсной подачей электродной проволоки, реализованным на основе безредукторного вентильного электропривода. Показано, что использование электропривода с управляемым импульсным алгоритмом работы и введением регулируемой обратной (синергетической) связи по каплепереносу электродного металла существенно расширяет сферу применения механизированной сварки с импульсной подачей электродной проволоки.

Ключевые слова: вентильный электропривод, механизированная сварка, импульсная подача электродной проволоки, каплеперенос электродного металла, синергетика.

The paper discusses the features of mechanized welding process control with pulsed feed of electrode wire, implemented based on a gearlesselectric valve. It is shown that the use of the electric drive with a controlled pulse algorithm and the introduction of an adjustable back (synergistic)communications electrode metal transfer drops significantly expands the scope of mechanized welding with pulsed electrode wire feed.

Keywords: valve actuator, mechanized welding, pulsed supply of welding wire, electrode metal transfer drops, synergetics.

УДК 621.791.754'29

М.А. Шолохов, канд. техн. наук(ООО «Шторм»),

Д.С. Бузорина, асп. (УрФУ им. первого Президента России Ельцина Б.Н.)

shmihael@yandex.ru

УПРАВЛЕНИЕ СВАРОЧНЫМ ТОКОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА В РАЗДЕЛКЕ ПРИ СВАРКЕ С ПОПЕРЕЧНЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ

Для получения тpeбyeмого пpоплaвлeния пpис ваpке в зауженную (щелевую) pазделку и обеспечения требуемого качества сваpного соединения необходимо pегулиpовать паpаметpы pежима сваpки в зависимости от положения электpода в pазделке. Опpеделено, что для получения заданного пpоплавления пpи движении электpода от центpа к кpомке pазделки необходимо изменять сваpочный ток по опpеделенной зависимости, так как пpи смещении электpода от центpа к кpомке pазделки сваpочный ток увеличивается в сpеднем на 20 %. Подобное наpастание сваpочного тока пpи смещении электpода к кpомке увеличивается с уменьшением угла pазделки кpомок. Установленные зависимости могут быть использованы как элементы пpогpамм упpавления сваpочным током пpи pазpаботке и изготовлении комплексов для адаптивной сваpки коpпусныхконстpукций в защитных газах с попеpечным колебанием электpода.

Ключевые слова: защитный газ, сваpка с попеpечным колебанием электpода, сваpочный ток, смещение электpода.

То obtain desired penetration when welding narrowed (gap) of cutting, and thus ensure the required quality of the weld joint, it is necessaryto adjust settings for the welding electrode depending on the position in the cutting. Determined that for a given electrode penetrationwhen moving from the center to the edge of the cutting is necessary to change the welding current at a certain relationship, since the displacementof the electrode from the center to the edge of the cutting welding current is increased on average by 20 %. Such an increasein the welding current when the el`ectrode to the edge shift increases with decreasing angle of cutting edges. Established dependenciescan be used as elements of the welding current control programs in the design and manufacture of systems for adaptive welding of hullstructures in shielding gases with transverse vibrations.

Keywords: shield gas, welding with transverse vibrations, welding current, electrode displacement.

УДК 621.791.052:620.17

В.Ш. Авагян, д-р техн. наук,

А.А. Геворгян, асп.,

В.В. Варданян, асп.,

Т.Г. Мкртчян, магистр

(Институт синхротронных исследований «Кендл»),

В.Г. Конюшков, канд. техн. наук (Саратовский государственный технический университет)

ems@sstu.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОТВЕРДОСТИВ ЗОНЕ СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНА СО СТАЛЬЮ

Проведен обзор литературы, посвященной соединениям титана со сталью. Представлены результаты металлографических исследований образцов и измерений микротвердости в зоне соединения.

Ключевые слова: диффузионная сварка, пайка, микротвердость, титан, металлография.

Overview of the existing literature and the joining of titanium with steel are described. The results of metallographic studies of samplesand measurements of microhardness in joining sections are presented.

Keywords: diffusion welding, brazing, microhardness, titanium, metallography.

УДК 621.791.011

К.Ю. Труханов, асп.,

А.В. Царьков, д-р техн. наук Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана

konstantin.truhanov@yandex.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ СВАРОЧНОЙ ВАННЫНА ОПАСНОСТЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН

Образование трещин — одна из главных проблем сварки. В связи с этим предлагается методика определения вероятности возникновения кристаллизационных трещин. Для анализа геометрических параметров сварочной ванны использовали модельдвойного эллипсоида в сочетании с методом конечных элементов. Результаты численного моделирования хорошо согласуются с экспериментальными данными. Рассмотрена взаимосвязь кривизны хвостовой части сварочной ванны и вероятностиобразования трещин. Показано влияние геометрии ванны на деформационные процессы в высокотемпературной зоне. Приведен пример оптимизации режима сварки на основе анализа геометрии ванны.

Ключевые слова: кристаллизационные трещины, температурный интервал хрупкости, двойной эллипсоид Голдака, кривизна сварочной ванны, трещиностойкость, численное моделирование, темп деформации.

The cracking is one of the most important issues in the welding technology. The methodology of predicting the solidification cracking isstudied in the paper. Double ellipsoidal model of heat source in combination on finite element method is used to analyze the weld pool geometry.The simulated results with double ellipsoidal model agree well with the experimental tests. The role of rear part pool curvature on theformation of cracking has been clarified. It is found that curvature has great influences on high temperature strain distribution. Finally, thecomparison between the weld pool geometry and solidification crack possibility has been carried out to optimize welding procedure.

Keywords: solidification crack, brittle temperature range, Goldak double ellipsoid, welding pool curvature, crack resistance, numericalsimulation, strain rate.

УДК 621.791.72

Д.Н. Трушников, канд. техн. наукПермский национальный исследовательский политехнический университет

fpmm@pstu.ru

РЕКОНСТРУКЦИЯ ФОРМЫ КАНАЛА ПРОПЛАВЛЕНИЯПРИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКЕ С ОСЦИЛЛЯЦИЕЙ ЛУЧА

Приведены результаты исследования формирования сигнала вторичного тока в плазме при электронно-лучевой сварке сосцилляцией луча. Описан алгоритм применения для этих целей метода синхронного накопления. Алгоритм может быть использован при разработке методов оперативного контроля электронно-лучевой сварки и дает дополнительные преимущества при исследовании процессов, сопутствующих электронно-лучевой сварке. Приведена модель формирования вторичного сигнала и его связь с параметрами канала проплавления. Рассмотрены некоторые особенности взаимодействия электронного луча с металлом в канале проплавления при электронно-лучевой сварке с осцилляцией.

Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, осцилляция луча, сигнал вторичного тока в плазме, контроль фокусировки, канал проплавления.

The results of the study of the signal of the secondary current in the plasma at electron beam welding with the beam oscillation arepresented. An algorithm for this purpose of application of the method of synchronous accumulation is proposed. The method uses an additionalinformational parameter of collected current signal in beam/work-piece plasma. This parameter can be used for creating the operationalcontrol methods for exact electron beam focusing during the process of welding. In addition, uses of this parameter allow a betterstudy of the keyhole processes. A model of the formation of the secondary signal and its relation to the data channel penetration is described.Some of the features of the interaction of the electron beam with the metal in the channel penetration in electron beam weldingwith oscillation are described.

Keywords: electron-beam welding, beam oscillation, signal of secondary current in plasma, control of the focus regime, keyhole.

УДК 621.791.75.042

В.М. Букин, канд. техн. наук (ООО ДИЦ «Мост»),

С.В. Панков, канд. техн. наук,

В.В. Панков, канд. техн. наук

(ООО НВЦ « Сварка»)

volga-weld@yandex.ru

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СВАРОЧНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ МЕТОДОМ 3D ЛАЗЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОВЕРХНОСТИ СВАРНОГО ШВА

Методом 3D лазерной диагностики проведена сравнительная оценка качества поверхности сварных швов, полученных

отечественными электродами УОНИ 13/55 и их импортными аналогами. Показаны возможности метода 3D лазерной диагностики при определении формы и поверхностных дефектов сварных швов.

Ключевые слова: 3D лазерная диагностика поверхности сварного шва, эталонная форма, индекс качества, электронная реплика.

Quality of weld shapes made by UONI 13/55 electrodes and foreign analogs are compared by using method of 3D laser diagnostics.3D laser diagnostics method abilities are shown by determining weld shape and defects.

Keyword: 3D laser diagnostics of weld shape, etalon shape, index of quality, digital replica.

УДК 621.791.052:539.4

Н.П. Алешин, академик РАНФГАУ НУЦ «Сварка и контроль» при МГТУ им. Н.Э. Баумана

svarka@nm.ru

ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Рассмотрены вопросы оценки остаточного ресурса сварных конструкций. Эта проблема тесно связана с оценкой технического состояния потенциально опасных объектов с целью снижения числа аварий и возможного продления срока их эксплуатации. Описаны процедура и средства технического освидетельствования различных объектов, разработанные в ФГАУ«Сварка и контроль» при МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Ключевые слова: опасные производственные объекты, сварные конструкции, остаточный ресурс, дефекты сварных соединений.

The residual life of welding construction structures is considered. This issue is closely related to the assessment of the technical conditionof potentially dangerous objects in order to reduce the number of accidents and the possible extension of their use. Procedures andmethods of different objects examination are set out.

Keywords: hazardous facilities, welding construction, residual life, the defects of welded joints.

УДК 621.791.72

В.Я. Беленький, д-р техн. наук,

Л.Н. Кротов, д-р техн. наук,

Т.В. Ольшанская, канд. техн. наук,

А.А. Абдуллин, асп.

(Пермский национальный исследовательский политехнический университет),

Г.М. Младенов, д-р физ. наук (Институт электроники Болгарской академии наук),

Е.Г. Колева, канд. техн. наук (Химико-технологический и металлургический университет, Болгария),

С.И. Быков, инж. (ОАО «Протон-ПМ»)

svarka@pstu.ru

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ С БРОНЗОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИНАМИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА

Исследована возможность получения бездефектных сварных швов при электронно-лучевой сварке высокопрочной стали с бронзой с использованием динамического позиционирования электронного пучка, обеспечивающего возможность ввода теплоты в свариваемые заготовки в нескольких участках, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Показана микроструктура сварного шва, полученного при электронно-лучевой сварке с динамическим позиционированием электронного пучка.

Ключевые слова: электронно-лучевая сварка, электронный пучок, динамическое позиционирование электронного пучка.

The possibility of obtaining defect-free welds in electron beam welding of high-strength steel and bronze using dynamic positioningof the electron beam, which provides the ability to input he at welded work piece in several locations, space data distance. Shows the microstructureof the weld, resulting in electron beam welding with dynamic positioning of the electron beam.

Keywords: electron beam welding, electron beam, electron beam dynamic positioning.

УДК 621.791.72

Н.А. Иванов, канд. физ.-мат. наук,

А.Е. Балановский, канд. техн. наук

(ФТИ ИрГТУ),

Ю.Д. Калашников, канд. техн. наук,

В.В. Рязанцев, инж.,

А.С. Скрипнеченко, инж.

(ООО «Карбопроцесс»)

fuco.64@mail.ru

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВЫСОКОЧИСТЫХ КВАРЦЕВЫХ ТИГЛЕЙ, ПОЛУЧАЕМЫХ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ НАПЛАВКОЙ. Ч. 2

Приведены результаты исследований технологии электродуговой наплавки тиглей с использованием высокочистых кварцевых концентратов отечественного и импортного производства. С использованием микроскопических исследований проведена оценка качества наплавленных поверхностей получаемых изделий по таким показателям, как прозрачность и отсутствие газовых пузырей. Проведены испытания изготовленных экспериментальных тиглей в процессе выращивания кремниевых стержней по методу Чохральского и разработан технологический процесс наплавки. Даны рекомендации по использованию отечественного кварцевого концентрата для изготовления тиглей.

Ключевые слова: кварцевый тигель, метод Чохральского, электродуговая наплавка, сферы, газовые пузыри.

In this work, the results of study on electroarc welding on crucibles with high-purity quartz concentrates both domestic and foreignwere given. We carried out the quality rating of hardfaced surfaces of manufactured products by the following parameters: transparencyand the absence of gas bubbles. Examinations of probe crucibles during the process of silicon bars growth by Chokhralsky method were conducted;additionally, the technological process of welding was developed. Recommendations on the usage of domestic quartz concentratefor the crucible design were also given.

Keywords: quartz crucibles, Chokhralsky method, electroarc welding, spheres, gas bubbles.

УДК 621.791.75-52

А.И. Гаврилов, канд. техн. наук,

Э.А. Гладков, д-р техн. наук,

Р.А. Перковский, канд. техн. наук

МГТУ им. Н.Э. Баумана

alexgavrilov@mail.ru

ВИДЕОКОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ КОМПАКТНЫХ МОДЕЛЕЙ ПРОТЯЖЕННЫХ СВАРНЫХ ШВОВВ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Рассмотрены современные технологии бесконтактного мониторинга и протоколирования протяженных сварных соединений, основанные на компактном представлении шва в виде «развертки» — цифрового изображения поверхности всего соединения и пространственных моделях, получаемых в результате профилометрии. Представлена структура автоматизированного сварочного комплекса, оснащенного техническими средствами видеокомпьютерного мониторинга. Рассмотрены процедуры реконструкции пространственных моделей и алгоритмы построения развертки сварных швов. Предложенные подходы к комплексированию технологий получения визуальной информации и созданию компактных моделей сварных соединений позволяют реализовывать интеллектуальные системы управления процессом сварки с функциями адаптивной коррекции режимов и возможностями локализации, классификации и прогнозирования появления дефектов сварных соединений.

Ключевые слова: автоматизация сварочных процессов, контроль качества сварных соединений, цифровые технологии обработки изображений, моделирование сварных соединений.

Advanced technologies of noncontact monitoring and control of extended welds are considered. The approach is based on compact modelsof welds — digital image of the surface of the extended weld and 3D models reconstructed on the base of laser scanner data. Structure and

process monitoring equipment of automatic welding system is given. 3D models reconstruction procedures and scanning algorithms are considered.Integration of the visual information acquisition techniques and compact weld models make it possible to design intelligent weldingprocess control systems with adaptive correction with the functions of weld joint defects localization, classification and prediction.

Keywords: welding process automation, weld quality control, digital image processing, weld modeling.

УДК 621.791:658.386

Б.Г. Маслов, канд. техн. наук МГТУ им. Н.Э. Баумана

svarka@nm.ru

АКАДЕМИЧЕСКИЙ И ПРИКЛАДНОЙ БАКАЛАВРИАТ В ОБЛАСТИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Рассмотрено содержание ФГОС ВО подготовки бакалавров в области техники и технологий на примере направления подготовки «Машиностроение».

Ключевые слова: образовательный стандарт, основная образовательная программа, бакалавр, учебный план, компетенция.

Curriculum of educational standard to prepare Bachelor’s degrees of technique and technology is considered.

Keyworlds: educational standard, fundamental program of higher education, Bachelor’s degree, learning plan, competency.