Кинетика окисления металла при сварке в смесях углекислого газа и кислорода

• Автор: Романенчук, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 05.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Львов
• Количество страниц: 209 c. : ил

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЗАДАЧИ И ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Применение сварки в смесях углекислого газа и кислорода

1.2. Особенности и состояние исследований окислительных процессов при сварке в газовых защитных средах

1.3. Задачи и общая методика исследований

В ыв оды
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ КИНЕТИКИ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ В СМЕСЯХ С02 + 02
2.1. Общие данные о кинетике окисления расплавленного металла при его взаимодействии с газом окислителем
2.2. Расчетное определение кинетики окисления элементов расплавленного электродного металла на стадии капли
2.3. Расчетное определение кинетики окисления элементов расплавленного металла на стадии ванны

2.4. Расчетное определение удельной поверхности электродных капель

2.5. Определение массы электродных капель и времени их формирования

В ыв од
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ В СМЕСЯХ С02 + 02
3.1. Анализ и выбор метода въщеления электродных капель
для исследования окислительных процессов
3.2. Экспериментальная установка для исследования кинетики окисления электродного металла на стадии капли

3.3. Определение параметров процесса оплавления и разработка методики экспериментального исследования окислительных процессов
В ы в о д ы
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ БРИ СВАРКЕ В СМЕСЯХ С02 +
4.1. Исследование изменений удельной поверхности электродных капель за время их образования
4.2. Исследование влияния параметров режима сварки в смесях С02 + 02 на величину массы электродных капель и время их образования
4.3. Разработка цифровой модели математических исследований кинетики окисления элементов при сварке
4.4. Исследование кинетики окисления элементов на стадии капли
4.5. Исследование кинетики окисления элементов на стадии ванны
4.6. Исследование перехода элементов при сварке в смесях
С02 +
В ы в о д ы
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1. Разработка новых сварочных материалов
5.2. Исследование свойств сварных соединений при сварке
в смесях С02 + 02 проволокой из стали 08Х5ГСМТ
5.3. Разработка технологии термической обработки сварных соединений стали Х5М
Выв оды
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

В решениях ХХУТ съезда КПСС особое внимание уделяется вопросам эффективности и совершенствования производства, роста механизации и автоматизации производственных процессов, повышения качества продукции, внедрения в народное хозяйство достижений науки и научно-технического прогресса.
Быстрые темпы развития сварочной науки и техники в нашей стране обеспечивают значительное увеличение выпуска сварных конструкций, разработку новых сварочных материалов, современных высокопроизводительных способов сварки, прогрессивных технологических процессов, оборудования.
Новое направление в сварочном производстве представляют механизированные способы сварки в газовых средах со значительным окислительным потенциалом. В качестве таких защитных сред используют аргон с добавлением кислорода, аргон в смеси с углекислым газом и кислородом, углекислый газ отдельно и в смеси с кислородом и др. [1,3,25,55,56,65,96].
Важное место занимает изучение способа сварки в смесях углекислого газа и кислорода. В перечне основных исследований в области сварочной науки и техники на 1971-1980 гг., разработанном координационным советом по сварке при Институте электросварки им. Е.О.Патона АН УССР и научным советом по проблеме "Новые процессы сварки и сварные конструкции" при Госкомитете СССР по науке и технике отмечается необходимость проведения и дальнейшей активизации работ по повышению качества и надежности сварных соединений за счет использования при газоэлектрической сварке защитной смеси, состоящей из углекислого газа и кислорода.
Исследование окисления металла при сварке в смесях С02 + 02 будет способствовать также реализации программы 0.72.01 "Разработ-

чим:
(2.38)
Уравнением (2.38) описывается значение концентрации I-го элемента в расплавленной капле электродного металла в произвольный момент ее существования на стадии, лимитирующим звеном которой является диффузия окислителя в защитной среде.
В общем случав при непрерывном процессе каллеобразования, для расчета текущего значения концентрации элемента С[(£) в расплаве капли, необходимо иметь значение концентрации этого элемента в остатке от предыдущей капли. Будем полагать, что концентрация элемента в остатке близка по своему значению к концентрации элемента в предыдущей капле, вследствие интенсивного перемешивания жидкого металла на торце электрода [33,87]. Из этого следует, что для решения последнего уравнения необходимо применение итерационного метода. Учитывая это, а также сложность уравнения и необходимость его сочетания с уравнением кинетики окисления, будем предполагать для его решения использование ЭЦВМ.
Если рост капли на электроде начинается в отсутствие жидкого остатка, то в этом случае изменяются и начальные условия окисления элементов. Составим для этого случая уравнение материального баланса Ь -го элемента в капле. Будем предполагать, что в начальный момент плавления, когда объем расплавленного металла незначительный, он покрывает торец электрода плоским слоем одинаковой толщины.
Тогда, при плавлении электрода через его сечение / за время сИ в каплю поступает Окисляется же:

элемента.