Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Определение параметров переносимых капель электродного металла методом имитационного моделирования и визуализации

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-222-227

Полный текст:

Аннотация

Основным технологическим параметром процесса ручной дуговой сварки, покрытым электродами, существенно влияющим на эффективность его протекания, является характер плавления и переноса расплавленного электродного металла. Поэтому актуальным является вопрос максимально точного определения параметров переносимых капель расплавленного электродного металла и их последующего перехода в сварочную ванну. Целью данной работы являлась разработка методики и визуального представления формы и геометрических параметров (объём, площадь, масса) капли расплавленного электродного металла.

Разработан метод имитационного моделирования и визуализации переноса капель расплавленного электродного металла и их параметров, что позволит получить входные данные с высокой степенью достоверности для разработки математических моделей распределения температурных полей по поверхности свариваемого изделия и её верификации. Алгоритм реализован в виде расчётных программ для определения параметров капли расплавленного металла и средств визуального представления её геометрии и пространственной формы. С помощью данного метода определён ряд параметров капель расплавленного электродного металла: объём, масса, положение центра масс, площадь поверхности.

Установлено, что возможно с максимальной достоверностью производить измерения, увеличить число измеряемых параметров, а также наглядно представить происходящие процессы.

Предложенный метод значительно упрощает трудоёмкость проведения экспериментальных исследований по определению размера капель электродного металла в сравнении со стандартными методами. Зная размер капель при определённых режимах сварки, можно управлять процессом каплепереноса, т. е. уменьшать тепловложение в свариваемое изделие и получать сварные соединения с заданными эксплуатационными свойствами.

Об авторах

Д. П. Ильященко
Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета; Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук
Россия

Адрес для переписки: Д.П. Ильященко – Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета, ул. Ленинградская, 26, г. Юрга 652055
e-mail: mita8@rambler.ru



А. В. Крюков
Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета
Россия
ул. Ленинградская, 26, г. Юрга 652055


Е. В. Лаврова
Приазовский государственный технический университет
Украина
ул. Университетская, 7, г. Мариуполь 87500


М. А. Кузнецов
Юргинский технологический институт (филиал) Национального исследовательского Томского политехнического университета
Россия
ул. Ленинградская, 26, г. Юрга 652055


Е. В. Верхотурова
Иркутский национальный исследовательский технический университет; Калининградский государственный технический университет
Россия
Лермонтова, 83, г. Иркутск 664074; Советский пр-т, 1, г. Калининград 236022


Список литературы

1. Saraev Y.N., Chinakhov D.A., Ilyashchenko D.I., Kiselev A.S., Gordynets A.S. Investigation of the stability of melting and electrode metal transfer in consumable electrode arc welding using power sources with different dynamic characteristics. Welding International, 2017, no. 31(10), pp. 784−790. DOI: 10.1080/09507116.2017.1343977

2. Milyutin V.S. Ispytaniya svarochnyh svojstv oborudovaniya dlya dugovoj svarki [Testing the welding properties of equipment for arc welding]. Ekaterinburg, 2019, 466 p.

3. Lebedev V. Determination of the volume of the different drop of electrode metal in the conditions of vibrations of the bath and electrodewith arc mechanized welding. Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, 2017, no. 2, pp. 95−99 (in Ukrainian).

4. Makarenko V.D., Paly R.V., Mukhin M Yu. Tekhnologicheskie svojstva montazhnoj svarki truboprovodov [Technological properties of assembly welding of pipelines]. ed. V.D. Makarenko. Moscow: NedraBusiness Center LLC Publ., 2001, 118 p.

5. Krampit A.G., Krampit N.Yu. Method for determining the geometric dimensions and area of the weld. Welding production, 2012, no. 10, pp. 40–42.

6. Votinova E.B., Shalimov M.P. Appication of the complete material balance method to estimate the transition of elements in flux cored arc welding. Solid State Phenomena, 2020, vol. 299 SSP, pp. 559–564.

7. Makarenko V.D., Shatilo S.P. Calculation of the kinetic characteristics of electrode droplets during their passage through the arc gap during welding with coated electrodes. Welding production, 1999, no. 12, pp. 6–10.

8. Il’yaschenko D.P., Chinakhov D.A., Kirichenko K.Y., Sydorets V.N. Mathematical formula to determine geometrical dimensions of electrode metal droplets transferred with short circuits. Materials Science Forum, 2018, vol. 938, pp. 1−6. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.938.1

9. Ilyashchenko D.P., Berg V.I., Kryukov A.B., Saranchin A.A. Numerical simulation of thermal processes in welding with pulsed electrode wire feeding. Materials Science Forum, 2018, vol. 927 MSF, pp. 55−63. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.927.55

10. Chiocca A., Frendo F., Bertini L. Evaluation of heat sources for the simulation of the temperature distribution in gas metal arc welded joints. Metals, 2019, vol. 9(11), p. 1142. DOI: 10.3390/met9111142

11. Yonggang Z., Yanhong Z. High accuracy Numerical simulation on 3D weld-pool shape of large parts. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1187(3), pp. 032−055. DOI: 10.1088/1742-6596/1187/3/032055

12. Votinova E.B., Shalimov M.P. Application of the complete material balance method to estimate the composition of weld metal in manual arc welding. Solid State Phenomena, 2017, vol. 265 SSP, pp. 762−766. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.265.762


Для цитирования:


Ильященко Д.П., Крюков А.В., Лаврова Е.В., Кузнецов М.А., Верхотурова Е.В. Определение параметров переносимых капель электродного металла методом имитационного моделирования и визуализации. Приборы и методы измерений. 2020;11(3):222-227. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-222-227

For citation:


Ilyaschenko D.P., Kryukov A.V., Lavrova E.V., Kuznetsov M.A., Verkhoturova E.V. Determination of Parameters of Electrode Metal Transported Drops by Simulation and Visualization. Devices and Methods of Measurements. 2020;11(3):222-227. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-222-227

Просмотров: 122


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)