Сварка и Диагностика №2-2015

Содержание журнала «Сварка и Диагностика» № 2

3 КОНТЕКСТ

3 Концерт-митинг на Годовщину воссоединения Крыма с Россией

4 В НАКС прошел надзорный аудит

4 Аттестационный пункт НАКС открыт в Турции

5 Международный форум по сварке в Финском посольстве

6 СОБЫТИЕ

6 Семинары ООО Шторм: традиции и уникальность

7 НАУКА И ТЕХНИКА

8 Новости

9 Наумов Ф.М., Мелюков В.В., Гукасов А.К., Гукасова Е.В. – Управление термическим циклом сварки на стадии нагрева и охлаждения

12 Трофимов А.И., Трофимов М.А., Минин С.И., Талабанов М.Г. – Анализ методов определения остаточных напряжений в аустенитных сталях

15 Воронецкий А.В., Ходыкин А.А. – Экспериментальное исследование возможности повышения коэффициента использования материала при сверхзвуковом плазменном напылении

19 Яковлев В.В., Першин И.В., Шишкин Г.И., Шишкина Л.П. – Применение робастных численных методов для сварочных процессов

23 Лукин В.И., Рыльников В.С., Афанасьев-Ходыкин А.Н., Бондаренко Ю.А., Филонова Е.В. – Структура и свойства паяных соединений жаропрочных интерметаллидных сплавов ВКНА25 и ВИН3

28 Шнеерсон В.Я. – К образованию структур «Humping» при сварке плавлением торцевых соединений

36 Делиться профессиональным опытом и теплом души К юбилею Тверского АЦ

37 ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВО

38 Новости

39 Шолохов М.А., Оськин И.Э., Ерофеев В.А., Полосков С.И. – Экспериментальная проверка результатов моделирования формирования шва при многопроходной сварке плавящимся электродом по узкому зазору

44 Дубровский В.А., Зыбин И.Н., Зезюля В.В., Карчагин А.В. – Экспериментальные исследования радиальных формоизменений в тонкостенных цилиндрических образцах после электроконтактной наварки проволокой

48 Памяти Лембита Копельмана

49 Шахматов М.В., Яковлев Д.С. – Моделирование тепловых процессов при многодуговой сварке

54 Гончаров А.Н., Карих В.В., Косинова О.А., Неверов В.В., Клевцов П.Н. – Технологические и металлургические способы уменьшения непроваров, пористостости и трещин в сварных швах при аргонодуговой сварке трубопроводов из алюминиевого сплава типа АМг5

60 Полянский А.М., Полянский В.М. – Причины и механизм образования холодных трещин в сварно-литых патрубках из титанового α-сплава

УДК 621.791.01; 517.977.56

В.В. Мелюков, д-р техн. наук,

А.К. Гукасов,

Ф.М. Наумов, магистрант

ФГБОУ ВПО «ВятГУ»

Е.В. Гукасова

ФГБОУ ВПО «ВятГСХА»

rus_melyukov@mail.ru

УПРАВЛЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКИМ ЦИКЛОМ СВАРКИ НА СТАДИИ НАГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ

Рассмотрены постановка и решение задачи управления термическим циклом сварки в околошовной зоне сварного соединения. Решение выполнено с использованием обобщенного метода моментов.

            Ключевые слова: термический цикл сварки, управление, обобщенный метод моментов.

The setting and solution of the control of welding thermal cycle are consided at point of the heat affected zone of welding joint. The generalized moment method is used to solve the problem.

Keywords: welding thermal cycle, control, generalized moment method.

УДК 681.518.3 (075.8)

А.И. Трофимов, д-р техн. наук,

М.А. Трофимов, д-р техн. наук,

С.И. Минин, канд. техн. наук,

М.Г. Талабанов, асп.

Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ МИФИ

maximuzz00711@rambler.ru

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

В АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ

Рассмотрена необходимость определения остаточных напряжений в аустенитных сталях. Проанализированы основные на сегодняшний день методы определения данного вида напряжений. Установлено, что наиболее подходящим методом контроля аустенитных сталей является акустический метод, который исследуется и развивается в ИАТЭ НИЯУ МИФИ на кафедре АКиД.

Ключевые слова: остаточные напряжения, неразрушающий контроль, аустенитные стали.

Necessity of determination of residual stresses in austenic steels are considered in this article. General methods determination of residual stresses which is available today are analyzed. It is establish, that acoustic method is more suitable for control residual stresses in austenic steels. This method is studied and developed in National Research Nuclear Univercity Obninsk Institute for Nuclear Power Engineering in department Automation Control and Measuring Devices

Keywords: residual stresses, non-destructive control, austenic steels.

УДК 621.793.71

А.В. Воронецкий, д-р техн. наук

МГТУ им. Н.Э. Баумана

А.А. Ходыкин

ООО «САБАРОС»

phantom5@mail.ru

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА ПРИ СВЕРХЗВУКОВОМ ГАЗОПЛАМЕННОМ НАПЫЛЕНИИ

Технология сверхзвукового газопламенного напыления (СГН) широко используется для решения самых разнообразных задач поверхностного упрочнения деталей машин. Для получения воспроизводимых покрытий высокого качества, а также для поиска новых перспективных направлений применения и усовершенствования имеющихся  технологических процессов необходимо исследование влияния режимных параметров технологических установок на характеристики покрытий. В настоящей статье рассматривается влияние температуры в камере сгорания сверхзвуковой технологической горелки на коэффициент использования порошкового материала.

Ключевые слова: сверхзвуковое газопламенное напыление, эффективность напыления, камера сгорания, профиль покрытия.

High velocity oxygen fuel (HVOF) spraying technology is widely used for different applications of machines parts surface hardening. To obtain reproducible high quality coatings, as well as for search of new prospective applications and development of existing technological processes the research of spraying parameters influence on the coatings characteristics is necessary. In the current paper the influence of combustion chamber gas temperature on the deposition efficiency is learned.

Keywords: high velocity oxygen spraying, deposition efficiency, combustion chamber, coating profile.

УДК 621.791.052

Яковлев В.В., канд. техн. наук

Уральское отделение Федерального экспертного совета при Госдуме РФ

Шишкин Г.И., д-р физ.-мат. наук,

Шишкина Л.П.,

Першин И.В.

ФГБУН Институт математики и механики им. Н.Н. Красовского Уральского отделения РАН

yakowlev.victor@yandex.ru

ПРИМЕНЕНИЕ РОБАСТНЫХ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ СВАРОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ*

Процессы сварки и наплавки описываются дифференциальными уравнениями с малыми параметрами при старших производных; решения таких уравнений содержат пограничные или переходные слои при достаточно малых значениях параметров. Такие задачи относятся к сингулярно возмущенным. Стандартные численные методы непригодны для решения этих задач, так как при малых значениях параметра ошибки решения могут превосходить само решение. В работе обсуждается применение для решения таких задач робастных конечно-разностных численных методов, то есть методов, точность решений которых не зависит от особенностей конкретного физического процесса.

Ключевые слова: процессы сварки и наплавки, математическое моделирование, сингулярно возмущенные задачи, робастные численные методы.

Welding and cladding processes are described by differential equations with small parameters multiplying the highest derivatives; solutions of these equations involve boundary or interior layers for sufficiently small values of the parameters. Such problems belong to singularly perturbed problems. Standard numerical methods are not suitable for solving these problems, since for small values of the parameters; errors of solutions may exceed the solution itself. We discuss the application for solving such problems of robust finite difference numerical methods, i.e., the methods, whose accuracy of solutions is independent of a particular physical process.

Keywords: welding and cladding processes, mathematical modeling, singularly perturbed problems, robust numerical methods.

УДК 621.792.053

В.И. Лукин, д-р техн. наук,

В.С. Рыльников, канд. техн. наук,

А.Н. Афанасьев-Ходыкин,

Ю.А. Бондаренко, д-р техн. наук,

Е.В. Филонова

ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов»

wiam_weld@bk.ru

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЖАРОПРОЧНЫХ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СПЛАВОВ ВКНА25 И ВИН3

В статье рассмотрены особенности пайки интерметаллидных никелевых жаропрочных сплавов. Исследовано влияние технологических параметров процесса пайки на микроструктуру и прочность паяных соединений. Исследованы процессы происходящие при пайке монокристаллических интерметаллидных никелевых сплавов: обеднение поверхностного слоя и рекристаллизация.

Ключевые слова: припой, монокристаллические, интерметаллидные, никелевые жаропрочные, пайка, паяные соединения

The features of intermetallic nickel superalloys brazing are shown in the article. The influence of brazing technology on micro structure and strength of brazed joints was investigated. It was researched the processes taking place during brazing of monocrystal intermetallic nickel alloys: the depletion of the surface layer and recrystallization.

Keywords: Solder, monocrystal, intermetallic, nickel superalloys, brazing, brazed joints.

УДК 621.791.755

В.Я. Шнеерсон, канд. техн. наук

42vlad@ rambler.ru

К ОБРАЗОВАНИЮ СТРУКТУР «HUMPING» ПРИ СВАРКЕ ПЛАВЛЕНИЕМ ТОРЦОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В статье рассмотрен возможный механизм формирования структур «Humping», возникающих при сварке торцовых соединений; определены режимы, при которых образуются эти структуры; предложены способы преодоления образования этих структур. В работе, наряду с новыми данными исследований, также приведены основные итоги проведенных ранее работ, что позволяет более четко представить суть рассматриваемой проблемы; некоторые положения работы могут найти применение и при сварке стыковых соединений.

Ключевые слова: структуры «Humping», режимы формирования, параметры формирования, оплавленный слой

In the article a possible formation mechanism of humping structures appearing during edge welding, is examined; modes, under which these structures are formed, are determined; methods of preventing formation of these structures are offered. The paper, alongside with the new research data, contains the main results of the previously performed works that allow clearer understanding of the problem under consideration. Certain propositions of the paper can be applied to butt welding as well.

Key words: Humping structures, formation modes, formation parameters, melted layer.

УДК 721.791:004.942

М.А. Шолохов, канд. техн. наук

ООО «Шторм»

И.Э. Оськин, инж.

ГУП МО «Мособлгаз»

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

С.И. Полосков, д-р техн. наук

МГТУ им. Н. Э. Баумана

shmihael@yandex.ru

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ШВА ПРИ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКЕ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ ПО УЗКОМУ ЗАЗОРУ

Для эффективного применения методов математического моделирования процесса сварки плавящимся электродом по узкому зазору необходимо экспериментальное подтверждение разработанной модели и, при необходимости, ее уточнение. Установлено, что для устранения различия результатов теоретических расчетов с опытными данными необходимо учитывать влияние тока дуги и диаметра электрода на температуру капель, переходящих с электродной проволоки в ванну.

Полученные зависимости позволяют с инженерной точностью определять параметры сварки, обеспечивающие качественное формирование шва по узкому зазору.

Ключевые слова: моделирование, плавящийся электрод, сварка по узкому зазору, формирование шва

To effectively apply mathematical modeling for multi-pass narrow gap MIG/MAG welding it is necessary to prove experimentally the developed model and adjust if needed. It is specified that to eliminate the differences between results derived from theoretical calculations and experimental data we need to take into consideration the influence of arc current and electrode diameter on the temperature of drops transferred from electrode into a weld pool.

Collected dependences allow us with engineering accuracy to specify welding parameters that ensure quality weld formation under narrow gap welding.

Keywords: modeling, consumable electrode, narrow gap welding, weld formation.

УДК 621.791.92

В.А. Дубровский, д-р техн. наук

ООО «НПП «Велд»

И.Н. Зыбин, канд. техн. наук,

В.В. Зезюля, канд. техн. наук

МГТУ имени Н.Э. Баумана, Калужский филиал

А.В. Карчагин, вед. инж.

ОАО «Тайфун»

nppveld@yandex.ru

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЛЬНЫХ ФОРМОИЗМЕНЕНИЙ В ТОНКОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦАХ ПОСЛЕ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ НАВАРКИ ПРОВОЛОКОЙ

В работе получены экспериментальные зависимости радиального формоизменения образцов от геометрических факторов и количества слоев наварки при электроконтактной наварке проволокой. Результаты экспериментальных исследований могут служить основой для разработки рекомендаций по возможному прогнозированию формоизменения тонкостенных деталей после электроконтактной наварки проволокой.

Ключевые слова: формоизменения деталей типа «втулка», электроконтактная наварка, стальная проволока, восстановление деталей машин.

The paper presents the experimental dependences of the radial forming in specimens on geometric factors and the number of layers during electric resistance surfacing with a wire. The results of experimental research can be used as a basis for developing of recommendations on possible prediction of forming in thin-walled parts after electric resistance surfacing with a wire.

Key word: forming of «bush» type parts, electric resistance surfacing, steel wire, restoration machinery parts.

УДК 621.791.75

М.В. Шахматов, д-р техн. наук

АНОО ЮжУралАЦ

Д.С. Яковлев, асп.

ФГБОУ ВПО ЮУрГУ (НИУ)

dmitriy.yakovlev88@hotmail.com

Моделирование тепловых процессов при многодуговой сварке

Представлена математическая модель нелинейных тепловых процессов при многодуговой сварке внутренних и наружных швов электросварных труб, позволяющая проводить оценку изменения структуры сварного соединения, полученного при использовании порошковых проволок.

Ключевые слова: многодуговая сварка труб, численное моделирование тепловых процессов, скорость охлаждения, структура металла.

The article presents a mathematical model of nonlinear thermal processes when multiarc welding of the inner and outdoor welds for electric welded pipes. The developed mathematical model allows to assessing the changes in the structure of welded joints produced using flux-cored wire.

Keywords: multiarc welding of pipes, numerical modeling of thermal processes, cooling rate, structure of the metal.

УДК 621.79.019

А.Н. Гончаров, канд. техн. наук

Липецкое СМУ ЗАО «Кислородмонтаж»

В.В. Карих, канд. техн. наук,

О.А. Косинова, инж.,

В.В. Неверов, канд. техн. наук,

П.Н. Клевцов канд. техн. наук

Липецкий государственный технический университет

svarka_lip@mail.ru

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ НЕПРОВАРОВ, ПОРИСТОСТИ И ТРЕЩИН В СВАРНЫХ ШВАХ ПРИ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКЕ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА ТИПА АМг5

В работе рассматриваются причины образования дефектов в сварных соединениях трубопроводов из алюминиевого сплава АМг5 и технологические приемы их уменьшения при ручной аргонодуговой сварке.

Ключевые слова: алюминиевый сплав, аргонодуговая сварка, дефекты сварных швов.

The paper examines the causes of defects in welded joints of pipelines from aluminum alloy AMg5 and technological methods of their reduction in manual argon-arc welding.

Keywords: aluminum alloy, argon arc welding, the weld defects.

УДК 621.791.042

В.М. Полянский, д-р тех наук

МГТУ им. Н.Э.Баумана

А.М. Полянский, канд. тех. наук

НПО «Энергомаш» им. В.П. Глушко

bauman@bmstu.ru

ПРИЧИНЫ И МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН В СВАРНО-ЛИТЫХ ПАТРУБКАХ ИЗ ТИТАНОВОГО α- СПЛАВА

Изучены причины и механизмы образования трещин в литых патрубках из титанового α-сплава ВТ5Л. Проведены фрактографические исследования рельефов поверхностей трещин, изучены макро- и микроструктура в областях разрушений и определено содержание водорода в отливках. Установлены места зарождения трещин и дальнейшего их субкритического роста.

Обсуждены микроструктурные аспекты зарождения и роста трещин. Сформулированы рекомендации в отношении способов предотвращения растрескивания патрубков.

Ключевые слова: патрубок, макро- и микроструктура, трещина, макро- и микрорельеф излома, водолрод, поры, охрупчивание, напряжения, зарождение трещин, субкритический рост трещин.

Cause and mechanisms of cold cracks formation in weld-casted parts of titanium α-alloy have been studied. Were made the fractographic investigations of cracks surfaces. Macro- and microstructures near to cracks were determined. The data of hydrogen concentrations in material of parts were obtained. The places of cracks generation and their subcritical growth were established.

Microscopic aspects of cracks generation and their subcritical growth were discused. Have been given recommendations how to prevent cold cracking in the parts.

Key words: branch pipe, macro- and microstructures, macro- and microrelief of fracture surfaces, hydrogen, pores, embrittlement, stress, crack generation, subcritical growth.