Дугове наплавлення з низькочастотними механічними коливаннями пласкої деталі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛебедєв, Володимир Олександрович
dc.contributor.authorНовиков, Сергій Володимирович
dc.date.accessioned2025-03-27T13:43:08Z
dc.date.available2025-03-27T13:43:08Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractНовиков С.В. Дугове наплавлення з низькочастотними механічними коливаннями пласкої деталі. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 «Зварювання та споріднені процеси і технології». Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. Дисертаційна робота присвячена дослідженню особливостей технологічного впливу поперечних механічних коливань на процес дугового наплавлення в середовищі вуглекислого газу. Коливання являють собою періодичний рух за траєкторією по дотичній до дуги окружності зразка, що наплавляється. Частотний діапазон коливань є від 2,5 Гц до 4,5 Гц, амплітудний – від 3,0 мм до 7,0 мм. Дугове наплавлення здійснюється аналогом суцільного дроту Св-08Г2С діаметром 1,2 мм на пласкі зразки середнім розміром 220,0 мм × 35,0 мм × 8,0 мм з конструкційної вуглецевої сталі типу Ст3сп звичайної якості силою струму наплавлення від 100,0 А до 200,0 А при швидкості наплавлення від 10,0 м/год до 26,0 м/год. Захисний газ – вуглекислий, з витратою в діапазоні від 15,0 л/хв до 25,0 л/хв. Дослідження являють собою: встановлення залежностей між параметрами коливального (амплітуда і частота) та технологічного (сила струму зварювальної дуги й швидкість наплавлення) режимів; встановлення можливості впливу коливань даного типу на характер перенесення електродного металу у зварювальну ванну; встановлення залежностей між геометричними розмірами валиків (висота та ширина), величинами твердості наплавленого металу та ЗТВ основного металу, розміром кристаліту мікроструктури наплавленого металу з амплітудно- частотними параметрами коливань та параметрами технологічного режиму наплавлення. За обраним типом коливань створено оригінальну установку для наплавлення з автоматичним переміщенням зварювального пальника, подаванням електродного дроту та захисного газу, де коливальним приводом є програмований кроковий двигун. Основними критеріями створення установки були простота конструкції та доступність складових. Зв’язок між швидкістю наплавлення та амплітудно – частотними характеристиками встановлювався відповідно до критерія суцільності формування валика. Наведені відповідні розрахунки та отримані теоретичні залежності, відповідно до яких, обиралися значення швидкості наплавлення щодо подальших досліджень. Вплив коливань на величину струму наплавлення досліджувався шляхом аналізу рівняння Гауса записаного в циліндричній системи координат для стовпа дуги, що горить в умовах коливань виробу, що наплавляється. Теоретично та експериментально доведено, що керувати значенням сили струму зварювальної дуги за допомогою параметрів коливань даного типу неможливо, однак можна ефективно контролювати величиною періоду горіння дуги між короткими замкненнями. Отримано відповідну аналітичну залежність величини часу горіння дуги від коливальних та технологічних параметрів наплавлення. Вплив коливань зразка на значення твердості наплавленого металу та ЗТВ основного металу, висоти валика та розміру кристаліта мікроструктури наплавленого металу досліджувався шляхом аналізу контурних графіків, що побудовані за регресійними моделями, які отримані за методом найменших квадратів регресійного аналізу. Наведено та верифіковано теоретичну модель визначення ширини валика, що отримана як рішення системи рівнянь примусових коливань гармонійного осцилятора та динаміки обертального руху коливальної системи. Досліджено вплив амплітудно – частотних характеристик на формування структурних складових мікроструктури наплавленого металу та доведена можливість позитивного впливу не тільки на розмір зерна-кристаліту, але й на чинник структурних складових, що підвищують службові характеристики наплавленого металу, зокрема твердість.
dc.description.abstractotherNovykov S. Surfacing by GMAW-S with low-frequency mechanical oscillations of a flat specimen. - Manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical sciences on a specialty 05.03.06 "Welding and related process and technologies" – National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, 2025. The dissertation is devoted to researches of a technological influence features of transverse mechanical oscillations on surfacing weld process by Short Circuit Gas Metal Arc Welding (GMAW-S). Weld specimen oscillations were a periodic motion along trajectory tangential to circle arc. Frequency oscillations was range from 2.5 Hz to 4.5 Hz, amplitudes range was from 3.0 mm to 7.0 mm, welding currents range was from 100.0 A to 200.0 A, welding travel speeds range was from 10.0 m/h to 26.0 m/h. Surfacing weld process by GMAW-S was carried out with welding wire ER70S-6 diameter 1.2 mm on flat specimens, shielding gas was carbon dioxide with consumption from 15.0 l/min to 25.0 l/min. Average size of specimens was 220.0 mm × 35.0 mm × 8.0 mm. Material specimens was structural carbon steel type Fe37-3FN with ordinary quality. Researches have carried out: establishment of dependencies between parameters of the oscillatory (amplitude and frequency) and technological (welding current and travel speed) modes; establishment of influence possibility at this type oscillations on nature of short- circuiting transfer; establishment of dependencies between the geometric dimensions of weld bead (height and width), hardness values of deposited metal and heat-affected zone (HAZ) of base metal, crystallite size of deposited metal microstructure with amplitude-frequency parameters of oscillations and parameters of surfacing technological mode. Based on oscillations type chosen, original installation for surfacing weld process by GMAW-S with automatic movement of arc welding torch, welding wire feed and shielding gas was created. Oscillatory drive in installation was programmable stepper motor. Main criteria of installation create were simplicity design and components availability. Relationship between welding travel speed and the amplitude-frequency characteristics was have established according to criterion of weld bead continuity formation. Relevant calculations and theoretical dependences to according which range of welding travel speed values for further researches have chosen are presented. The oscillations influence to welding current value was researched by analysis of the Gaussian equation written in cylindrical coordinate system for arc column form was burning under oscillations conditions. The welding current value control is impossible by parameters of these type oscillations has been proved theoretically and experimentally, but effectively control of period time value between short circuits have been possible. Appropriate analytical dependence of period time value between short- circuiting transfers on parameters of oscillational and technological surfacing weld modes was obtained. Specimen oscillations influence on values of deposited metal hardness and HAZ metal hardness, values of weld bead height and the crystallite size of weld metal microstructure have researched by analysis of contour plots built according to regression models obtained by the least square’s method of regression analysis. Theoretical model for weld bead width determining have obtained as a solution to equations system of the forced oscillations of harmonic oscillator and the dynamics of oscillating system rotational motion have presented and verified. Theoretical model for weld bead width determining have obtained as a solution to equations system of the forced oscillations of harmonic oscillator and the dynamics of oscillating system rotational motion have presented and verified. Influence of amplitude-frequency characteristics of oscillations on formation of structural components of deposited metal microstructure have researched, and possibility of positive effect not only on grain-crystallite size have proven, but also on structural components factor that increase deposited metal characteristics, in particular hardness.
dc.format.extent32 с.
dc.identifier.citationНовиков, С. В. Дугове наплавлення з низькочастотними механічними коливаннями пласкої деталі : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.03.06 – зварювання та споріднені процеси і технології / Новиков Сергій Володимирович. – Київ, 2025. – 32 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73132
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectдугове наплавлення
dc.subjectколивання зварювальної ванни
dc.subjectрозмір кристаліту
dc.subjectширина валика
dc.subjectтвердість наплавленого металу
dc.subjectамплітуда
dc.subjectчастота
dc.subjectsurfacing
dc.subjectweld pool oscillations
dc.subjectcrystallites size
dc.subjectwidth bead
dc.subjectdeposited metal hardness
dc.subjectamplitude
dc.subjectfrequency
dc.subject.udc621.791.927.5
dc.titleДугове наплавлення з низькочастотними механічними коливаннями пласкої деталі
dc.typeThesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Novykov_aref.pdf
Розмір:
1.41 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ЗВ)
Автореферати (вільний доступ)