Исследование формирования корневых швов при сварке в защитных газах с применением флюсовых паст тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Красиков Павел Павлович

• Красиков Павел Павлович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Красиков Павел Павлович

Оглавление

Введение

Глава 1 Способы повышения качества формирования обратной 16 стороны шва при односторонней сварке на весу (литературный обзор)

1.1 Сварка с применением магнитных полей

1.2 Сварка с поддувом защитного газа

1.3 Сварка с применением импульсов тока

1.4 Сварка колеблющимся электродом

1.5 Сварка с использованием флюс-паст

1.6 Влияние различных газов на поверхностное натяжение и 33 газопроницаемость жидких металлов

1.7 Экспериментальные методы измерения коэффициентов 39 поверхностного натяжения

1.8 Влияние компонентов шлаковых систем на межфазное 46 натяжение в системе металл-шлак

1.9 Выводы к первой главе 57 Глава 2 Материалы, оборудование и методики выполнения экспе-

риментов

2.1 Материалы и оборудование

2.2 Методики металлографических, дюрометрических исследо- 63 ваний сварных соединений

2.3 Методика определения профиля прогиба сварочной ванны

2.4 Методика определения поверхностного натяжения

2.5 Методика определения размера частиц, поверхностной 69 плотности и концентрации флюсовой пасты

Вывод к главе

Глава 3 Исследование влияния флюс-паст на формирование корне- 71 вых швов

3.1 Влияние отдельных компонентов флюс-паст на параметры 7 1 обратного валика

3.2 Взаимодействие компонентов флюсовых паст с расплавом 77 железа

3.3 Феноменологическая модель выбора компонента флюс- 84 пасты

3.4 Влияние внешней среды на образование обратного валика

3.5 Металлографические исследования сварных швов

3.6 Взаимодействие компонентов флюсовых паст с оксидом же- 103 леза

3.7 Исследование размера частиц и толщины нанесенной флю- 112 совой пасты на геометрические параметры обратного валика

Выводы к главе

Глава 4 Исследование влияния параметров режима сварки на фор- 120 мирование корневого слоя шва

4.1 Формирование обратного валика при сварке неплавящимся 120 электродом

4.2 Формирование обратного валика при сварке плавящимся 127 электродом в защитном газе

4.3 Разработка технологических рекомендаций по применению 133 флюсовой пасты в промышленности

Выводы к главе

Общие выводы

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование формирования корневых швов при сварке в защитных газах с применением флюсовых паст»

Введение

Самыми распространенными соединениями, используемыми в нефтехимическом производстве, судостроении и машиностроении являются стыковые. Из них наиболее трудновыполнимые - односторонние, в которых формирование шва происходит как за счет формирующих устройств, установленных на обратной стороне стыкового соединения, так и при помощи объемных электромагнитных сил Р при сварке в квадрупольном магнитном поле или при сварке на весу за счет сил поверхностного натяжения.

Исследованиям в области повышения качества корневых швов при дуговой сварке посвящены работы Акулова А.И., Ерохина А.А., Ищенко Ю.С., Тавровского В.П., Деева Г.Ф., Пацкевича И.Р., Симоника А.Г., Ворновицкого И.Н., Сорокина Л.И., Поповой Ю.Б., Полетаева Ю.В., Соколова Ю.В., Y.-B. Zhou, S. Yamane, Т. Ueyama, C. Kim, L. Baum, R. Knoch, Белоуса В.Я., Доронина Ю.В., Тюлькова М.Д., Паршина С.Г., Чернышова Г.Г., Коберника Н.В., Шварца М.В. и других.

Работы Доронина Ю.В., Смирнова И.В. показывают, что основным недостатком односторонних сварных соединений является низкое качество формирования корневого слоя шва, форма и размеры которого имеют весьма важное значение и во многом определяют надёжность и качество всего сварного соединения.

В работах Акулова А.И., Ерохина А.А., Ищенко Ю.С., Тавровского В.П., Деева Г.Ф., Пацкевича И.Р., Тюлькова М.Д., C. Kim показывается, что основными путями решения проблемы стабильного формирования корневого шва являются: уменьшение размеров сварочной ванны, а именно ее длины и ширины за счет ограничения погонной энергии; изменение поверхностного натяжения металла с обратной стороны с помощью поддува аргона, который дает дополнительный импульс силы, предотвращающий прожог; формирование «толстой» шлаковой корки, которая за счет большой вязкости не дает расплавленному металлу вытекать из разделки.

Исследования Чернышова Г.Г., Ищенко Ю.С., Шварца М.В., Y.-B. Zhou, S.Yamane, Т. Ueyama, Baum L, Knoch R показывают, что применение таких технологических приемов, как колебания электрода и управление кап-лепереносом присадочного металла, способствует контролю за кристаллизацией сварочной ванны, тем самым ограничивая ее размер и стабилизируя формирование корневого шва.

В работах Симоника А.Г., Ворновицкого И.Н., Сорокина Л.И., Поповой Ю.Б., Соколова Ю.В., Белоуса В. Я. показано, что флюсовые пасты, наносимые на обратную сторону стыка до сварки, способствуют качественному формирования обратного валика, как жаропрочных сплавов, так и углеродистых и низколегированных сталей, не ухудшая механические свойства сварных соединений.

Вместе с тем, в этих работах не приводится никаких технологических параметров, предъявляемых к флюсовым пастам (толщина покрытия, способ нанесения и т.д.), не исследовано влияние параметров режима сварки на геометрию корневого шва.

Таким образом, обеспечение высокого качества формирования корневого слоя шва в односторонних соединениях позволит снять ряд ограничений на их применение в сварных конструкциях, что позволит использовать соединения более простой конструкции, не требующих больших дополнительных трудозатрат, а, следовательно, уменьшающих трудоёмкость и себестоимость работ с обеспечением при этом высокого качества сварных соединений.

Актуальность диссертационной работы подтверждается ее выполнением в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № 0637-2020-0006), а также стипендии президента РФ молодым ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики № СП-3502.2019.1.

Кандидатская диссертация_Введение_Красиков П.П.

Целью работы является повышение производительности и качества формирования корневых швов при сварке в защитных газах на основе применения поверхностно-активных оксидосодержащих паст.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Оценить влияние состава поверхностно-активных оксидосодержащих паст на поверхностное натяжение корневой части металла сварочной ванны.

2. Исследовать влияние состава защитного газа на физико-химические процессы на границе металл-оксид при дуговой сварке.

3. Исследовать влияние состава оксидосодержащих паст, защитной среды, параметров режима на геометрию корневых швов при дуговой сварке в защитных газах.

4. Разработать технологические рекомендации по применению поверхностно-активных оксидосодержащих паст, повышающие производительность и качество формирования корневых швов при сварке в защитных газах.

5. Внедрить результаты исследований в промышленное производство.

Научная новизна работы заключается в выявлении взаимосвязей размеров обратного валика с особенностями электрофизических свойств контак-тируемых сред, характером протекания процесса его формирования и параметрами режима при дуговой сварке в защитных газах.

Впервые установлено, что при сварке в защитных газах с использованием оксидосодержащих флюсовых паст на границе «расплавленный металл -оксид» формируется слой заряженных частиц, который, препятствуя проникновению кислорода из атмосферы и образованию оксидов железа, способствует повышению поверхностного натяжения металлического расплава и стабилизации формы и размеров обратного валика.

Экспериментально установлено, что при применении Y2O3 на поверхности расплава сварочной ванны присутствует оксидная пленка, состоящая из смеси фаз Fe2O3+ YFeO3+Y2Fe4O9+Y3Fe5O12. Создаваемая прослойка ферритов иттрия с содержанием до 20 At.% Y способствует оттеснению поверхно-

Кандидатская диссертация_Введение_Красиков П.П.

стно-активной пленки оксида железа Fe2O3 от границы с расплавом металла сварочной ванны и создает твердую пленку, препятствующую проникнове-

Л

нию ионов O - к границе металла сварочной ванны, что способствует его удержанию от вытекания и формированию поверхности шва с минимальными размерами обратного валика.

Установлено, что наилучшее формирование обратного валика происходит при относительной концентрации и поверхностной плотности флюсовой пасты в зоне контакта расплавленного металла и оксида равной 2% и 0,05 г/см2, соответственно.

Методы исследования. В работе применялись методы цифровой видео -и фотосъемки (SAMSUNG VP-HMX-20C c системой оптических фильтров), металлографические исследования (Axiovert 40 MAT, оборудованный цифровой фотокамерой CanonPowerShot A620), электронная микроскопия и энергодисперсионный анализ (Versa 3D Dual Beam), фазовый рентгенострук-турный анализ (дифрактометр Bruke D8 Advance Eco), расчет фазовых превращений (ПО Thermo Calc), механические испытания сварных соединений (разрывная машина Р-20, маятниковый копер МК-30А, твердомер Duroline М).

Практическая значимость. Результаты экспериментов легли в основу разработанных рекомендаций, которые позволили значительно расширить технологические возможности дуговой сварки в защитных газах корневых швов.

Разработаны способы сварки плавящимся и неплавящимся электродом в защитных газах с применением поверхностно-активных оксидосодержащих паст, обеспечивающие максимальные величины поверхностного натяжения на границе металл-оксид и, как следствие, качественное формирование корневых швов в широком диапазоне токов и скоростей сварки (патенты РФ № 2767334, 2767327, 2520881, п.м. РФ № 188681).

Выработаны научно обоснованные рекомендации по сварке в защитных газах на весу с использованием флюс-паст на высоких значениях погонной

энергии, которые легли в основу разработки новых высокопроизводительных процессов сварки тонкостенных и толстостенных конструкций.

Внедрение научных разработок на ООО «КИЦ «Вега» и АО "ВНИИ-ПТхимнефтеаппаратуры" позволило повысить производительность и качество сварки корневых швов за счет уменьшения технологических операций по подготовке изделий под сварку и снижения дефектов формирования обратного валика. Суммарный экономический эффект от внедрения разработанных технологий составил 720 тыс. рублей.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 58 печатных работ, в том числе рекомендованных ВАК РФ - 7, входящих в наукометрические базы Scopus - 6, WOS - 3, а также получено 4 патента РФ, подано 2 заявки на изобретения.

Наиболее значимые из них:

Журнальные статьи из списка ВАК:

1.Формирование корневых швов при сварке неплавящимся электродом с применением флюс-паст / В.И. Лысак, П.П. Красиков, А.В. Савинов, О.А. Полесский, А.А. Чудин, Д.А. Муругов // Сварка и диагностика. - 2021. - № 6. - C. 13-16. - DOI: 10.52177/2071-5234_2021_06_13.

2.Характер процесса формирования швов и образования дефектов при сварке неплавящимся электродом (обзор) / А.В. Савинов, О.А. Полесский, П.П. Красиков, А.А. Чудин, Д.А. Муругов // Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. - Волгоград, 2022. - № 2 (261). - C. 53-58.

3. О роли внешней среды в формировании корневого слоя шва при дуговой сварке / П.П. Красиков, А.В. Савинов, О.А. Полесский, А.А. Чудин, Л.С. Красикова, И.В. Козлов, Д.С. Борисов, И.А. Полунин // Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. -Волгоград, 2020. - № 10 (245). - C. 55-59.

4.Стабилизация параметров корневых швов при сварке в защитных газах / П.П. Красиков, А.В. Савинов, О.А. Полесский, В.И. Лысак, А.А. Чудин //

Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. - Волгоград, 2019. - № 2 (225) Февраль. - C. 69-73.

5. Особенности формирования швов при сварке неплавящимся электродом в инертных газах сильноточной дугой / А.В. Савинов, О.А. Полесский, И.Е. Лапин, В.И. Лысак, П.П. Красиков, А.А. Чудин // Сварочное производство. - 2017. - № 9 (994). - C. 35-40.

6. Влияние поверхностно-инактивных веществ на геометрические размеры корневых швов / П.П. Красиков, О.А. Полесский, А.В. Савинов // Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. - Волгоград, 2014. - № 9 (136). - C. 117-119.

7. Способ управления формированием корневого шва / П.П. Красиков,

0.А. Полесский, А.В. Савинов, И.Е. Лапин // Известия ВолгГТУ. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. - Волгоград, 2014. - № 23 (150). - C. 128-130.

Публикации в WOS и Scopus:

8.Influence of shielding gas and non-consumable electrode configuration on weld formation / Savinov, A., Polesskiy, O., Lysak, V., Krasikov, P., Chudin, A. // China Welding (English Edition). - 2021. - Vol. 30, Issue 4. - P. 17-24. - DOI: 10.12073/j .cw.20210609003. (Q1)

9.Influence of non-consumable electrode configuration on arc welding characteristics / Savinov A.V.; Polesskiy O.A.;Lapin I.E.;Lysak V.I.;Krasikov P.P.;Chudin A.A. // Journal of Materials Processing Technology. - 2018. - Vol. 262. - C. P. 319-325. (Q1)

10.Electrophysical characteristics of arc and formation of welded joints for welding with a non-consumable electrode / Savinov A.V.; Polesskiy O.A.;Lapin

1.E.;Lysak V.I.;Krasikov P.P.;Chudin A.A. // Journal of Materials Processing Technology. - 2017. - Vol. 239. - C. 195-201. - Режим доступа : http://dx.doi.org/10.1016/jjmatprotec.2016.08.021. (Q1)

11. Thermal and force effects of the arc on the weld pool in non-consumable electrode (TIG) welding in inert gas mixtures / Savinov, A.V., Lapin, I.E.,

Polesskiy, O.A., Lysak, V.I., Krasikov, P.P. // Welding International. - 2016. - Vol. 30, No. 12. - C. 941 - 944

(DOI:http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09507116.2016.1157332).

12.Stabilization of Root Parameters for Shielded Arc Welding / P. P. Krasikov, A. Savinov, O. A. Polesskiy, A. A. Chudin, L. S. Krasikova, I. Kozlov, D. Borisov, V. Filippov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 1118 : International Conference on Mechanical Engineering and Modern Technologies (MEMT 2020) (Tomsk, Russia, 26-30 October, 2020) / Tomsk Polytechnic University. - [IOP Publishing], 2021. - 5 p. - DOI: 10.1088/1757-899X/1118/1/012012. - URL : https://iopscience.iop.org/issue/1757-899X/1118/1.

13.Formation of a Seam Using Automatic Unsupported Argon Arc Welding with a Non-Consumable Electrode with Flux Pastes / Krasikov, P.P., Savinov, A.V., Polesskiy, O.A., Chudin, A.A., Lysak, V.I. // Journal of Physics: Conference Series. - 2020. - Vol. 1443, conf. 1 : Int. Conf. for Young Scientists Issues of Physics and Technology in Science, Power Industry and Medicine (Tomsk, 30 Sept. - 5 Oct., 2019). - 7 p. - URL : https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1443/1/012014/pdf.

Патенты РФ:

14. Пат. 2767334 Российская Федерация, МПК B23K 9/04 Способ двух-электродной дуговой наплавки / С.К. Елсуков, И.В. Зорин, В.И. Лысак, С.А. Фастов, П.П. Красиков; ФГБОУ ВО ВолгГТУ. - 2022.

15. Пат. 2767327 Российская Федерация, МПК B23K 20/08 Способ сварки взрывом титана с алюминиево-магниевым сплавом / М.П. Королев, Е.В. Кузьмин, С.В. Кузьмин, В.И. Лысак, В.О. Харламов, П.П. Красиков; ФГБОУ ВО ВолгГТУ. - 2022.

16. П. м. 188681 Российская Федерация, МПК B23K28/02, B23K9/167 Устройство для сварки неплавящимся электродом с применением ультразвуковых колебаний / А.А. Чудин, О.А. Полесский, А.В. Савинов, П.П. Красиков, В.И. Лысак; ВолгГТУ. - 2019.

17. Пат. 2520881 РФ, МПК B23K35/02, B23K9/24. Неплавящийся электрод для дуговой сварки / А.В. Савинов, О.А. Полесский, И.Е. Лапин, П.П. Красиков, В.И. Лысак; ВолгГТУ. - 2014.

Остальные публикации:

18. Выбор компонентов флюс паст с учетом их химического строения / П.П. Красиков, А.В. Савинов, А.А. Чудин, О.А. Полесский, Д.А. Муругов // Новые материалы и технологии в машиностроении : сб. науч. тр. / под общ. ед. Е. А. Памфилова; Брянский государственный инженерно-технологический университет. - Брянск, 2021. - Вып. 34. - C. 38-40.

19. Кинетика образования обратного валика при автоматической сварке в защитных газах / П.П. Красиков, А.В. Савинов, А.А. Чудин, О.А. Полесский, Л.С. Красикова, Д.А. Муругов // Современные проблемы машиностроения : сб. тр. XIV Междунар. науч.-техн. конф. «Современные проблемы машиностроения» (г. Томск, 25-30 октября 2021 г.) / Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск, 2021. - C. 86-87.

20. Влияние внешней среды на образование обратного валика при дуговой сварке / П.П. Красиков, А.В. Савинов, А.А. Чудин, О.А. Полесский, Л.С. Красикова, И.А. Полунин // XIII Международная научно-техническая конференции «Современные проблемы машиностроения - СПМ» (26-30 октября 2020 г.) / Томский политехнический ун-т. - Томск, 2020. - C. 126-127. - URL : https://portal.tpu.ru/science/konf/meacs/outcomes.

21. Влияние типа химической связи компонентов флюс-паст на формирование корневого слоя шва / П.П. Красиков, А.В. Савинов, А.А. Чудин, О.А. Полесский, Л.С. Красикова, В.В. Филиппов, И.А. Полунин // XIII Международная научно-техническая конференции «Современные проблемы машиностроения - СПМ» (26-30 октября 2020 г.) / Томский политехнический ун-т. -Томск, 2020. - C. 169-170. - URL : https://portal.tpu.ru/science/konf/meacs/outcomes.

22. Повышение качества формирования корневого слоя сварных швов при изготовлении толстостенных конструкций / П.П. Красиков, А.В. Сави-

нов, О.А. Полесский, А.А. Чудин // Физико-технические проблемы в науке, промышленности и медицине (ФТПНПМ-2019) : сб. науч. тр. междунар. на-уч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (30 сентября - 4 октября 2019 г.) / редкол.: А. Г. Горюнов [и др.] ; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический ун-т», Инженерная школа ядерных технологий, Российский фонд фундаментальных исследований. -Томск, 2019. - C. 47-48.

23. Применение поверхностно-инактивных веществ для стабилизации параметров сварных соединений / П.П. Красиков, А.В. Савинов, О.А. Полесский, А.А. Чудин // XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (г. Санкт-Петербург, 9-13 сентября 2019 г.): сб. тез. В 6 т. Т. 3 (Vol. 3). Химия и технология материалов / РАН, РХО им. Д. И. Менделеева, Санкт-Петербургский гос. ун-т, Санкт-Петербургский горный ун-т, Ин-т физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН [и др.]. - Санкт-Петербург, 2019. - C. 156 (англ. 151).

24.Формирование шва при автоматической аргонодуговой сварке на весу неплавящимся электродом / П.П. Красиков, А.В. Савинов, О.А. Полесский, А.А. Чудин // Физико-технические проблемы в науке, промышленности и медицине (ФТПНПМ-2019) : сб. науч. тр. междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (30 сентября - 4 октября 2019 г.) / редкол.: А. Г. Горюнов [и др.] ; ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический ун-т», Инженерная школа ядерных технологий, Российский фонд фундаментальных исследований. - Томск, 2019. - C. 45-46.

Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических конференциях: «Современные проблемы повышения эффективности сварочного производства», г.Тольятти, 2011 г., «Инновационные материалы и технологии в машиностроительном производстве», г. Новотроицк, 2014, «40-е Гагаринские чтения», г. Москва, 2014 г., IV международная на-

Кандидатская диссертация_Введение_Красиков П.П.

учно-техническая конференция «Резниковские чтения», г. Тольятти, 2015г., 24-я, 30-я, 32-я, 34-я Международные научно-технические конференции «Новые материалы и технологии в машиностроении», г. Брянск, XIII Международная научно - техническая конференции « Современные проблемы машиностроения - СПМ», г. Томск, 2020 г., XXI Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, г. Санкт-Петербург, 2019 г., «Физико - технические проблемы в науке, промышленности и медицине», г. Томск, 2019 г., XIV Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы машиностроения» г. Томск, 2021 г. а также на ХУШ-ХХШ региональных конференциях исследователей Волгоградской области, ежегодных внутриву-зовских конференциях ВолгГТУ (2014-2019 г.) и научных семинарах кафедры "Оборудование и технология сварочного производства" ВолгГТУ, г. Волгоград.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа содержит 169 страниц, 93 рисунка и 14 таблиц. Список литературы содержит 155 наименований.

Во введении дается обоснование актуальности предмета исследований, формулируются цели и задачи диссертационной работы, определяется практическая значимость полученных результатов.

В первой главе проведен подробный литературный анализ, рассмотрены основные способы, применяемые для сварки корневых швов на весу.

Выявлены основные пути решения проблемы стабильного формирования корневого шва на весу. Проанализированы имеющиеся данные поверхностных свойств существующих флюсов для сварки. Проведена оценка влияния различных газов на поверхностное натяжения жидкого железа и его сплавов, раскрыт механизм газопроницаемости флюсов.

Установлено влияние отдельных компонентов на межфазное натяжение на границе металл-шлак в известных шлаковых системах и их влияние на поверхностное натяжение сталей.

В то же время, имеющиеся данные по сварке в защитных газах корневых швов на весу зачастую носят противоречивый характер, кроме того не до конца раскрыты механизмы получения стабильного и качественного их формирования на высоких значениях погонной энергии.

Во второй главе определены материалы для исследования, приведены применяемые методики определения профиля прогиба дна сварочной ванны, поверхностного натяжения, определения поверхностной плотности и концентрации флюсовой пасты, цифровой видеосъемки, металлографических исследований и механических испытаний сварных соединений.

В третьей главе экспериментально установлено влияние отдельных компонентов флюсовых паст на параметры обратного валика. Теоретически и экспериментально показано как происходит взаимодействие оксидных компонентов флюсовых паст с расплавом железа и его оксидами. Предложена теоретическая модель взаимодействия оксидных компонентов на расплав сварочной ванны, которая подтверждена экспериментальными данными.

Установлена роль внешней среды в образовании корневого слоя шва. Проведены исследования по установлению оптимальных размеров частиц и толщины нанесения флюсовой пасты, которые позволяют получать минимальные геометрические параметры обратного валика.

В четвертой главе выработаны научно обоснованные рекомендации по сварке в защитных газах на весу с использованием флюс-паст на высоких значениях погонной энергии, которые легли в основу разработки новых высокопроизводительных процессов сварки тонкостенных и толстостенных конструкций.

В заключении представлены общие выводы по работе.

В приложении к работе приведены заявки на изобретения и акты внедрения научных разработок.

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства» Волгоградского государственного технического университета.

Автор выражает глубокую благодарность академику РАН В. И. Лыса-ку, д.т.н., проф. А. В. Савинову, д.т.н., проф. Л. М. Гуревичу, д.т.н., проф. А. В. Крохалеву, к.т.н., доц. Полесскому О.А., д.т.н., проф. И. В. Зорину за оказанную помощь при анализе и обсуждении полученных результатов, а также всем сотрудникам кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» Волгоградского государственного технического университета за помощь при выполнении экспериментов

Глава 1. Способы повышения качества формирования обратной стороны шва при односторонней сварке на весу (литературный обзор)

Самыми распространенными соединениями, используемыми в нефтехимическом производстве, судостроении и машиностроении являются стыковые. Из них наиболее трудновыполнимые - односторонние, в которых формирование шва происходит как за счет формирующих устройств, установленных на обратной стороне стыкового соединения (рис. 1.1), так и при помощи объемных электромагнитных сил Р при сварке в квадрупольном магнитном поле или при сварке на весу за счет сил поверхностного натяжения (рис. 1.2) [1].

Рис. 1.1 - Вид одностороннего соединения [1]: 1 - основной металл; 2 - электрод; 3 - устройство для формирования

Недостатком таких соединений является нестабильность формы и размеров корневого слоя шва [2].

В исследованиях [2] при помощи статистического анализа были выявлены наиболее распространенные дефекты, встречающиеся при сварке односторонних сварных соединений, выполненных на весу. Выборка производилась по выданным заключениям визуально-измерительного или ультразвукового контроля качества нескольких лабораторий неразрушающего контроля.

а) б)

Рис. 1.2 - Односторонняя сварка на весу [1]: а - ручная дуговая сварка; б - сварка в квадрупольном магнитном поле

Временной интервал работы лабораторий составлял 2,5 года, а количество проанализированных заключений - 1200 штук. Самыми распространенными дефектами являются поры и отклонения размеров корневого слоя шва (непровар или недопустимое провисание сварного шва) (рис. 1.3) [2].

Рис. 1.3 - Статистические данные появления дефектов в односторонних сварных соединениях: 1 - непровары корня шва; 2 - поры; 3 - шлаковые включения; 4 - подрезы; 5 - незаваренные кратеры [2]

Таким образом, можно сделать вывод о том, что наиболее «слабым звеном» в формировании качественного одностороннего соединения на весу является низкое качество сварки его самой ответственной части - корня шва.

Повышение стабилизации формы и размеров корневого шва в односторонних соединениях позволит увеличить их объем, что приведет к снижению

трудозатрат на изготовление сварной конструкции, а, следовательно, уменьшению себестоимости работ с обеспечением при этом требуемого качества [2].

1.1 Сварка с применением магнитных полей

Анализ литературы по применению магнитных полей для улучшения формирования сварных швов показал, что можно выделить три основных направления исследований в этой области:

1. Применение продольного магнитного поля, воздействующего на сварочную дугу или ванну.

2. Применение поперечного магнитного поля.

3. Применение квадрупольного магнитного поля.

Рис. 1.4 - Принципиальные схемы создания внешнего продольного (а) и поперечного (б) магнитного поля [11]

Исследование продольного и поперечного магнитного поля на дугу в основном направлено на ее стабилизацию [3 - 6] и увеличение глубины проплав-ления за счет сжатия дуги [7 - 10].

На рис. 1.4 представлены принципиальные схемы воздействия на дугу магнитных полей.

а)

б)

По мнению исследователей [12 - 17] воздействие продольного магнитного поля на сварочную ванну приводит к измельчению структуры за счет образования дополнительных центров кристаллизации.

Авторы работы [11] показали, что при использовании продольного магнитного поля для сплавов с большим температурным интервалом кристаллизации дробление структуры на мелкие кристаллы наблюдается по всему сечению шва, а с небольшим - возле оси шва. Объясняя данный эффект, авторы [11] ссылаются на различия физико-химических свойств свариваемых материалов.

В работе [11] описывается эффект удержания расплава сварочной ванны под воздействием объемных электродинамических сил, которые возникают при контакте вихревых токов, присутствующих в расплавленной сварочной ванне, и внешнего магнитного поля индуктора. Однако применение данного способа невозможно при сварке изделий, в которых нет доступа к обратной стороне шва для закрепления индуктора.

В работе [18] для сварки на весу тонких листов из стали использовали переменное магнитное поле частотой 8 кГц, которое создавалось с помощью расположенного под местом сварки плоского индуктора. Авторы показали, что существуют режимы, при которых расплавленный металл сварочной ванны удерживается в разделке кромок, однако, по их же словам, при этом присутствует сложности в регулировке тока в индукторе и выставлении постоянного расстояния от плоскости индуктора до поверхности жидкого металла. Из-за непостоянства этих параметров наблюдается нестабильное качество формирования обратного валика, а именно вытекание сварочной ванны под действием собственного веса и давления дуги или выплескивание расплавленного металла вверх.

Использование поперечного магнитного поля с целью улучшения формирования корневого шва было упомянуто Гюнтером и др. [19] в 1956 году в ФРГ. Эти исследователи первыми предложили способ сварки лежачим электродом кольцевых швов труб в неповоротном положении.

Рис. 1.5 - Дуга в четырехполюсном магнитном поле: 1- полюса магнита; 2 - электрод; 3 - дуга; 4 -расплавленный металл; 5 - закристаллизовавшийся металл; 6 - дуга

Технологически данный способ выполняется следующим образом: в разделку кромок укладывается электрод с большой толщиной слоя обмазки; дуга, возбуждаясь, горит между электродом и кромками основного металла. Управление положением дуги, глубиной про-плавления и формированием сварного шва происходит за счет воздействия поперечного электромагнитного поля, силовые линии которого проходят поперек дуги и оси шва.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Красиков Павел Павлович, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Доронин Ю.В. Разработка теоретических основ формирования обратной стороны шва с учетом физико-химических процессов в сварочной ванне и создание новых сварочных материалов для односторонней дуговой сварки сталей плавящимся электродом// Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук. МГИУ, 2010. - 370 с.

2. Смирнов И.В. Формирование корневого слоя шва при односторонней сварке стальных конструкций // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. ТГУ, 2005. - 169 с.

3. Гвоздецкий В. С., Мечев В. С. Исследование вращающейся в магнитном поле сварочной дуги постоянного тока // Автоматическая сварка. -1963. - №12. - С. 1-6.

4. Тиходеев Г. М. Энергетические свойства электрической сварочной дуги. - АН СССР. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1961. 254 с.

5.Завьялов В. Е., Звороно Я. Н., Нетраков А. Б. Использование продольного магнитного поля при наплавке под флюсом // Сварочное производство. - 1990. - №2. - С. 3-5.

6. Черныш В. Н., Матяш В. И. Нредупреждение нарушений формирования швов при повышенной скорости сварки и переменном зазоре между кромками // Автоматическая сварка. - 1990. - №9. - С. 9-11

7. Болдырев А. М., Биржев В. А., Померанцев А. С. О возможности управления процессами при дуговой сварке и наплавке в аксиальном магнитном поле // Сварка и контроль-2004: Тез. Докл. .Пермь, ПГТУ, 2004. Т.2. С. 273-278.

8. Шаферовский В. А. Влияние аксиального магнитного поля на проплавляющую способность дуги при варке толстолистовой стили с программированием режима//Автоматическая сварка. - 1996. - №8. - С. - 20-24.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

9. Болдырев А. М., Биржев В. А., Черных А. В. Особенности плавления электродного металла при сварке во внешнем продольном магнитном поле // Сварочное производство. - 1991. - №5. - С. 28-30.

10. Болдырев А. М., Биржев В. А., Черных А. В. Плавление электродной проволоки при сварке в аксиальном переменном магнитном поле промышленной частоты 50Гц // Сварка и контроль-2001: Тез. Докл., Воронеж: ВГАСУ, 2001. С. 118-121.

11. Крысько Н.В. Разработка способа формирования шва поперечным магнитным полем, при дуговой сварке плавящимся электродом // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. МГТУ, Москва, 2015. - 121 с.

12. Абралов М. А., Абдурахманов Р. У. Некоторые особенности формирования вторичных границ в сварных швах при электромагнитном воздействии // Автоматическая сварка. - 1980. - №2. - С. 12-14.

13. Абралов М. А., Абдурахманов Р. У. О механизме измельчения первичной структуры металла сварного шва при электромагнитном воздей-ствии//Автоматическая сварка. - 1982. - №2. - С. 18-21.

14. Якушин Б. Ф., Мисюров А. И. Повышение технологической прочности швов при сварке среднелегированной стали с электромагнитным воздействием // Сварочное производство. - 1979. - №12. - С. 7-9 с.

15. Влияние внешнего магнитного поля на кристаллизацию и технологическую прочность при аргонодуговой сварке магниевых сплавов / А. М. Болдырев [и др.] // Сварочное производство. - 1974. - №9. - С. 14-16.

16. Структура и свойства металла шва при сварке в продольном магнитном переменном поле низкой частоты / Е. В. Бардокин [и др.] // Сварочное производство. - 1975. - №11. - С. 12-14.

17. Рыжов Р. Н., Кожухарь В. А., Максимов С. Ю., Прилипко Е. А. Влияние внешних электромагнитных воздействий на микроструктуру и химический состав швов при подводной мокрой сварке // Автоматическая сварка. - 2005. - №10. - С. 41-42.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

18. Бекетов А.И. Тепловые процессы в пристеночной области сварочной ванны и примыкающей к ней области твердого металла при дуговой сварке: Дисс. канд. техн. наук. М., 1967. 130 с.

19. Gunter Н. Automatisches Schurez verfahren im Rohrleitungsbau mit magnetish gestenortem lichtbogen // Schweissen and Schneiden. 1958. №10. S. 385-394.

20. Рыбачук A.M. Разработка и исследование способа формирования шва поперечным магнитным полем. Дисс. канд. техн. наук. М., 1979. 176 с.

21. Акулов А.И., Рыбачук А.М. Удержание жидкого металла сварочной ванны поперечным магнитным полем // Сварочное производство. - 1972. -№2. - С. 3-5.

22. Тюльков М.Д. Влияние поверхностного натяжения на формирование корня стыкового шва при электродуговой сварке в защитных газах// Вопросы дуговой сварки в защитных газах. М., 1957. С. 55-71.

23. Тюльков М.Д. Роль сил поверхностного натяжения на формирование корня стыкового шва // Сварочное производство. - 1957. - № 9. - С. 6882.

24. Ерохин A.A., Ищенко Ю.С. Особенности расчета кривизны ванны и сил поверхностного натяжения при сварке // Физика и химия обработки металлов. - 1967. - № 1. - С. 39-44.

25. Ерохин A.A., Ищенко Ю.С. Расчет размеров и веса ванны при сварке со сквозным проплавлением // Автоматическая сварка. - 1967. - № 2. - С. 6-8.

26. Ищенко Ю.С., Букаров В.А. Методика оценки статического равновесия жидкой ванны при v-образной разделке кромок // Сварочное производство. - 1978. - № 10. - С. 9-19.

27. Тавровский В.П. О необходимости регулирования давления газа при поддуве // Сварочное производство. - 1967. - № 4. - С. 37-38.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

28. Соснин H.A. Теорема Пригожина и устойчивость процесса сварки на весу стыковых соединений // Сварочное производство. - 2006. - № 6. - С. 7-12.

29. Акулов А.И., Гусаков Г.Н. О формировании шва при автоматической дуговой сварке на весу неплавящимся электродом // Сварочное производство. - 1974. - №3. - С. 18-20.

30. Ищенко Ю.С. Особенности формирования нижней поверхности сварочной точки при проплавлении металла импульсной проникающей дугой // Сварочное производство. - 1991. - № 2. - С. 3-6.

31. Чернышов Г.Г. Воздействие газодинамического удара на ванну металла при сварке на весу в углекислом газе // Сварочное производство. 1971. - № 5. - С. 12-15.

32. Шварц М.В. Разработка методики адаптации технологии автоматической сварки корневого слоя шва кольцевых соединений магистральных трубопроводов. Дисс. канд. техн. наук. М., 2016. 127 с.

33. Чернышов Г.Г. Формирование корневого шва при сварке в углекислом газе//Автоматическая сварка. - 1970. - № 10. - С. 37-38.

34. Окупник E.H., Жизняков С.Н. Монтажная сварка односторонних соединений конструкций глубоководной морской стационарной платформы // Сварочное производство. - 1991. - № 11. - С. 2-5.

35. Гудзевич Ю.Д., Шишкин В.Ю. Односторонняя сварка стыковых соединений с полным проваром корня шва // Сварочное производство. - 1969. -№ 1. - С. 24-25.

36. Фарнсуорт Г. Атомарно чистые поверхности твердых тел. Приготовление и испытание.- В кн.: Межфазовая граница газ - твердое тело. М., Мир, 1970, с.359-370.

37. Холси Дж; Коментарии к главам I-ХУ. - В кн.: Межфазовая граница газ-твердое тело, М., Мир, 1970, с. 414-424.

38. Баум Б.А., Курочкин К.Т., Умрихин П.В. О поверхностной активности водорода в жидком железе. - ФММ, 1961, т.11, №.6, с.960-961.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

39. Курочкин К.Т., Баум Б.А., Бородулин Е.К. Влияние азота на поверхностное натяжение жидкого железа, - ФММ, 1963, т.15, №.3, с.461-462.

40. Баум Б.А., Курочкин К. Т., Умрихин П.В. Влияние водорода на поверхностное натяжение железа и его сплавов.- Известия АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо. 1961, №3, с.82-89.

41. Kozakevitch Р., Urbain G. Tension superficielle du fer Liquide et de ses alliages. - Memoirs scientifiques. Rev. Metallurg. 1961, V. 58, № 12, p. 931-947.

42. Halden F.A., Kingery W.D. Surface Tension at Elevated Temperatures. II. Effect of C, N, О and S on Liquid Iron Surface Tension and Interfacial Energy with AI2O3. - J. Phys. Chem, v.59, №. 6, p. 557-559.

43. Ершов Г.С., Бычев В.М. Влияние газов на поверхностное натяжение жидкого железа и легированной стали. - Известия АН СССР. металлы, 1975, № 4, с.59-61.

44. Джоши В.Б., Вишкарев А.Ф, Явойский В.И. Влияние газов на поверхностное натяжение металлических расплавов.- В сб.научных трудов Ждановского металлургического института, 1961, в. 7, с. 23.

45. Бородулйн Е.К., Курочкин К,Т., Умрихин НТВ., Криночкин Э.В. Исследование поверхностной активности тройных систем на основе железа. - В кн.: Поверхностные явления в расплавах. Киев, Наукова думка, 1968, с.225-233.

46. Handros E.D. and McLean D. Surface Energies of Solid Metalls alloys. -Surface Phenomena Metals. London, 1968, p.39-56, Discuss, p. 96-105.

47. Криночкин Э.В., Курочкин К.Т., Умрихим П.В. Плотность и поверхностное натяжение железа и его сплавов о хромом, кремнием и углеродом в заданной атмосфере. - Известия АН СССР. Металлы, 1971, № 5, с.67-71.

48. Sikora В., Zielinski М. Wplyw atmosfer argonu, azotu i mieszanek dwutlenku wegla z argonem na napiscie powierzchniowe stali Sp1A. - Hutnik (PRL), 1972, v. 39, № 4, 169-170.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

49. Задужин С.Н.,Темроков А.Й.,Шебзухова И.Г., Алиев И.М. Взаимосвязь между поверхностными и другими свойствами веществ.- В кн.: Поверхностные явления в расплавах. Киев, Наукова думка, 1968, с.9-20.

50. Поволоцкий Д.Я., Строганов А.И., Пузырев А.В; Влияние раскис-лителей на поверхностное натяжение жидкого железа.- Известия АН СССР. Металлы, 1971, № 4, с. 87-90.

51. Ван-Цзин-Тан, Карасев Р.А., Самарин А.М. Влияние углерода на поверхностное натяжение жидкого железа. - Известия АН СССР. Металлургия и топливо, 1960, № 1, с.30-85.

52. Ван-Цзин-Тан, Карасев Р.А., Самарин A.M. Влияние примесей на поверхностное натяжение чистого железа. - В кн.: Физико-химические основы производства стали. М., изд-во АН СССР, 1961, с. 106.

53. Царевский Б.В., Попель С.И. Адгезия железа и ферросплавов к твердым окислам. - В кн.: Физико-химические основы производства стали. М., изд-во АН СССР, 1961, с.97.

54. Назиев Я. М. Поверхностное натяжение предельных углеводородов / Я. М. Назиев, Г. Т. Гасанов, Д. Я. Назиев, В. Г. Гасанов // Проблемы энергетики. - 2005. - № 1. - С. 1-8.

55. Семенченко В. К. Поверхностное натяжение в металлах и сплавах / В. К. Семенченко. -М: Гостехиздат, 1957. - 491 с.

56. Иващенко Ю. Н. Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии / Ю. Н. Иващенко, Б. Б. Богатыренко, В. Н. Еременко //. - Киев: Изд-во АН УССР, 1963. - С. 391-417.

57. Валеева Э. Э. Поверхностное натяжение и тепловое излучение металлических расплавов // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. - Казань, 2007. - 161 с.

58. Миссол В. Поверхностная энергия раздела фаз в металлах / В. Мис-сол. - М.: Металлургия, 1978 - 176 с.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

59. Лебедев Р. В. Установка для измерения поверхностного натяжения щелочных металлов / Р. В. Лебедев, П. П. Пугачевич // Поверхностные явления в расплавах. - Киев: Наукова думка, 1968. - С. 110-113.

60. Пугачевич П. П. Некоторые вопросы измерения поверхностного натяжения металлических расплавов методом максимального давления в газовом пузырьке / П. П. Пугачевич // Поверхностные явления в металлургических процессах. - М.: Металлургиздат, 1963. - С. 422-432.

61. Пугачевич П. П. Элементарная теория расчета усовершенствованных газовых приборов для измерения поверхностного натяжения / П. П. Пу-гачевич // Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии. - Киев: Изд-во АН УССР, 1963. - С. 422-432.

62. Пугачевич П. П. Современные методы измерения поверхностного натяжения жидкостей и твердых тел / П. П. Пугачевич, Ю. А. Хворов // Физика поверхностных явлений в расплавах. - Грозный: Изд-во ЧИТУ, 1977. -С. 52-58.

63. Кошевик А. Ю. Об измерении поверхностного натяжения жидкостей по размерам лежащей капли / А. Ю. Кошевик, М. М. Кусаков, Н. М. Лубман // Журнал физической химии. - 1953. - Т. 27, № 12. - С. 1887-1890.

64. Bashfort F. An attempt to test the theories of capillary action by comparing the theoretical and measured form of fluid drop / F. Bashfort, J. C. Adams. -London: Cambridge University Press, 1883. - 139 p.

65. Тавадзеи Ф. H. Расчет поверхностного натяжения жидкости по форме лежащей капли / Ф. Н. Тавадзе, Д. В. Хантадзе, Э. Г. Оникашвили // Журнал физической химии. -- 1970. - Т. 44, № 11/12. - С. 2910-2912.

66. Хантадзе Д. В. Некоторые приложения теории капиллярности при физико-химическом исследовании расплавов / Д. В. Хантадзе, Э. Г. Оника-швили, Ф. Н. Тавадзе. - Тбилиси: Мецниереба, 1971. - 118 с.

67. Калажаков 3. X. Влияние адсорбции молекул из газовой среды и объемной фазы на поверхностные свойства р-металлов и их бинарных спла-

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П. вов: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук / 3. X. Калажаков. - Нальчик, 2006. -22 с.

68. Соловьев A. H. Комбинированный метод измерения поверхностного натяжения расплавов / А. Н. Соловьев, А. А. Кирияненко // Поверхностные явления в расплавах. - Киев: Наукова думка, 1968. - С. 106-110.

69. Попель С. И. Поверхностные явления в расплавах / С. И. Попель. -М.: Металлургия, 1994. - С. 433.

70. Andreas J. M. Boundary tension by pendant drops / J. M. Andreas, E. A. Hauser, W. Tucker // The Journal of Physical Chemistry. - 1938. - V. 42, № 8.-P. 1001-1019.

71. Подгаецкий В. В., Кузьменко В. Г. Сварочные шлаки. Справочное пособие. - Киев: Наукова Думка, 1988. - 321 с.

72. Электрошлаковая сварка и наплавка/ - Под ред. Б.Е. Патона. - М.: Машиностроение, 1970 - 511 с.

73. Дудко Д. А., Рублевский И. Н. Некоторые металлургические особенности процесса электрошлаковой сварки// Автоматическая сварка. - 1956. - №4. - С. 22 - 29.

74. Пацкевич И. Р. Поверхностные явления при сварке металлов / И. Р. Пацкевич, В. Р. Рябов, Г. Ф. Деев; АН Украины, Ин-т электросварки им. Е. О. Патона. - Киев: Наук. думка, 1991. - 240 с.

75. Леонтьева А. А., Влияние свободного углерода на межфазное поверхностное натяжение в системе силикат - сульфид железа // Коллид. Журнал. - 1949. - 11, №3. - С. 176 - 177.

76. Попель С. И., Есин О.А., Никитин Ю. П. О поверхностной активности углерода и фосфора на границе металл - шлак // Поверхностные явления в пирометаллургии: Тр. Урал. политех. ин-та. - 1954. - №49. - С. 82 - 86.

77. Есин О.А., Никитин Ю. П., Попель С.И. Электрокапиллярные явления при высоких температурах // ДАН СССР. - 1952. - 83, №3. - С. 341 - 344.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

78. Никитин Ю. П. Ионный обмен и межфазное натяжение на границе металла со шлаком // Поверхностные явления в металлургических процессах.

- М., 1963. - С. 147 - 149.

79. Деев Г.Ф., Пацкевич И. Р. Влияние состава шлака на межфазное натяжение // Автомат. сварака. - 1971. - №2. - С. 5 - 7.

80. Коновалов Г. Ф., Попель С. И. Межфазное натяжение на границе стали со шлаками и продуктами раскисления // Физ. химия металлургических процессов: Тр. Урал. политех. ин-та. - 1959. - №93. - С. 73 - 83.

81. Самарскиий А. А. Введение в теорию разностных схем. - М.: Наука, 1971. - 650 с.

82. Попель С.И. Влияние компонентов оксидного расплава на его межфазное натяжение с железом // Журн. физ. химии. - 1958. - 32, №10. - С. 2398 - 2401.

83. Микиашвили Ш. М., Цылев Л. М., Самарин А. М. Свойства расплавов системы МпО - БЮ2 - А1203 // Физико-химические основы производства стали. - М.: 1957. - С. 423 - 432.

84. Микиашвили Ш. М., Гогебиридзе Ю. М., Керелидзе А. М. Межфазное натяжение на границе раздела сплавов кремний - марганей - железо с оксидными расплавами // Поверхностные явления в расплавах. - Киев, 1968.

- С. 316 - 320.

85. Попель С.И., Коновалов Г. Ф. Межфазное натяжение малоуглеродистой стали на границе с продуктами раскисления // Изв. вузов Чер. металлургия. - 1959. - №8. - С. 3 - 8.

86. Дерябин А. А., Попель С. И. Адгезия стали ШХ-15 к шлакам, содержащим окись натрия // Изв. вузов Чер. металлургия. - 1964. - №5. - С. 18

- 21.

87. Дерябин А. А., Попель С. И, Сабуров Л. Н. Изменение межфазного натяжения при поляризации границы металл - оксидная фаза постоянным и переменным током // Изв. вузов Чер. металлургия. - 1969. - №6. - С. 10 - 15.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

88. Деев Г.Ф., Пацкевич И. Р. Исследование межфазного натяжения в системе металл - шлак применительно к сварочным процессам // Прогрессивная технология в сварочном производстве. - Воронеж, 1969. - С. 102 -107.

89. Бобкова О. С., Петухов В. С. Роль поверхностных явлений при перемешивании стали с синтетическими шлаками // Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии. - Киев, 1963. - С. 212 -221.

90. Межфазные явления на границе раздела марганцевого низкофосфористого шлака с попутным металлом // А. И. Георгиев, В. И. Явойский, О. С. Бобкова и др.// Теория металлургических процессов. - М.: 1967. - С. 28 - 34.

91. Пономаренко А. Г., Морозов А. И., Кравцова Н.В. Влияние газовой фазы на межфазное натяжение шлак - платина // Изв. вузов Чер. металлургия. - 1965. - №3. - С. 15 - 18.

92. Попель С. И., Есин О.А., Гельд П. В. О межфазном натяжение сплавов железа на границе со шлаками // ДАН СССР. - 1950. - 75, №3. - С. 227 -230.

93. Сафонников А. Н., Никитин Ю. П. О несплавлениях при электрошлаковой сварке хромоникелевых аустенитных сталей и сплавов // Автомат. сварка. - 1962. - №9. - С. 27 - 35.

94. Сергиенко А. И. Межфазное натяжение на границе раздела жидких фаз // Автомат. сварка. - 1965. - №6. - С. 26 - 31.

95. Тарлинский В. Д., Яценко В. П. Определение межфазного натяжения шлаков штучных электродов // Автомат. сварка. - 1980. - №7. - С. 77.

96. Сливинский А. М., Коперсак В. Н., Солоха А. М. и др. Физико-химические и технологические свойства флюсов системы СаБ2 - БЮ2 -А1203 - МвО // Автомат. сварка. - 1981. - №7. - С. 31 - 35.

97. Якобашвили С. Б. Поверхностные свойства сварочных флюсов и шлаков. - Киев: Техника. - 1970. - 208 с.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

98. Якобашвили С. Б. Влияние сил поверхностного натяжения на форму наплавленного валика // Сварочные процессы в металлургии. - 1974. -Вып. 1. - С. 89 - 99.

99. Якобашвили С. Б., Фрумин И. И. Исследование межфазного натяжения на границе металл - шлак и поверхностное натяжение сварочных шлаков // Автомат. сварка. - 1961. - №10. - С. 40 - 42.

100. H.G. Kim, J. Choe, T. Inoue, S. Ozawa, J. Lee Metall. Mater. Trans. B Process Metall. Mater. Process. Sci., 47 (2016), pp. 2079-2081, 10.1007/s11663-016-0712-z

101. Y. Kim, J. Lim, J. Choe, J. Lee Metall. Mater. Trans. B Process Metall. Mater. Process. Sci., 45 (2014), pp. 947-952, 10.1007/s11663-014-0033-z

102. A. Kasama, A. McLean, W.A. Miller, Z. Morita, M.J. Ward Can. Metall. Q., 22 (1983), pp. 9-17, 10.1179/cmq.1983.22.1.9.

103. N. Takiuchi, T. Taniguchi, Y. Tanaka, N. Shinozaki, K. Mukai J. Jpn. Inst. Metals, 55 (1991), pp. 180-185, 10.2320/jinstmet1952.55.2_180.

104. K. Morohoshi, M. Uchikoshi, M. Isshiki, H. Fukuyama ISIJ Int., 51 (2011), pp. 1580-1586, 10.2355/isijinternational.51.1580.

105. Gheribi, A. E., des Roches, M. V. & Chartrand, P. Modelling the surface tension of liquid metals as a function of oxygen content. Journal of Non-Crystalline Solids 505, 154-161.

106. Аппен А. А. Опыт классификации компонентов по их влиянию на поверхностное натяжение силикатных расплавов // Журнал физической химии. - Т. 26. - Вып. 10. - 1952.

107. King T. B. J. Society of Glass Technology, v. 35, №166, 1951, 241 -

259.

108. Попель С. И., Есин О. А. Поверхностное натяжение простейших оксидных систем // Журнал физической химии. - Т. 80. - Вып. 6. - 1956.

109. Микиашвили Ш. М. и др. Вязкость шлаковых расплавов системы MnO - SiO2 - Al2O3 // Известия АН ССР. - № 4. - 1957.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

110. Сафонников А. И., Никитин Ю. П. О несплавлениях при электрошлаковой сварки хромоникелевых аустенитных сталей и сплавов // Автоматическая сварка. - №9. - 1962.

111. Полесский О.А. Стабилизация формирования швов при высокоскоростной дуговой сварке неплавящимся электродом // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. ВолгГТУ, 2011. - 130 с.

112. Акулов А. И., Доронин Ю. В., Чернышов Г. Г. Физико-химические свойства расплавленного шлака флюсовой подушки и их влияние на формирование обратной стороны шва при сварке плавящимся электродом // Сварочное производство. - 1981. - №3. - С. 18 - 20.

113. Электрохимия / Б. Б. Дамаскин, О. А. Петрий, Г. А. Цирлина. - 2-е изд., испр. и перераб. - М.: Химия, КолосС, 2006. - 672 с.

114. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций / В. А. Киреев. - М.: Химия, - 1975. - 536 с.

115 Гамаюнов Ю.Г. Контактная разность потенциалов. / Ю.Г. Гамаю-нов. Саратов:. Изд. центр "Наука, 2007. - С.3-19.

116. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники. / С.А. Фридрихов, С.М. Мовнин. М:. Высшая школа, 1982. - С.371 -378.

117. Гапонов В.И. Электроника. Ч.1 / В.И. Гапонов. М:. Физ.мат.лит, 1960. С.163 - 187.

118. Б.М. Царев Б.М. Контактная разность потенциалов. / Царев Б.М. М:. Техн. теор. лит, 1955. С.26 - 37, 127.

119. Гвоздовер С.Д.. Теория электронных приборов СВЧ. / С.Д. Гвоз-довер. М:. Техн. теор. лит, 1956. - С. 80 - 84.

120. Свойства элементов / под ред. Г. В. Самсонова. - Москва: Металлургия. Ч. 1: Физические свойства. - 1976. - 599 с.

121. Фоменко В.С. Эмиссионные свойства материалов : Справочник. -4-е изд., перераб. и доп. - Киев : Наукова думка, 1981. - 339 с.

122. Брикс Н., Майер Д. Введение в высокотемпературное окисление

металлов / Н. Биркс, Дж. Майер; Пер. с англ. А. А. Штейнберга; Под ред. Е. А. Ульянина. - М. : Металлургия, 1987. - 182 с.

123. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов. Справочник. Вып. 5. Двойные системы. Ч. 5 / Под ред. Р.Г. Гребенщикова. Сост. Г.И. Ко-сулина. - Л.: Наука, 1991. - 416 с.

124. Новохатский И.А., Белов Б.Ф., Горох А.В., Савинская А.А. К диаграмме фазовых равновесий системы FeO-Al2O3 // Журн. физ. хим. - 1965. -Т.39, №11. - С.2806-2808.

125. Михайлов, Г. Г. Термодинамическое моделирование фазовых равновесий с оксидными системами, содержащими РЗМ. Сообщение 2. диаграммы состояния оксидных систем с Y2O3 / Г. Г. Михайлов, Л. А. Макровец // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. - 2014. - Т. 14. - № 4. - С. 5-10.

126. Perrot P. Iron-Oxygen-Yttrium / P. Perrot // Ternary Alloy Syst. / ed. G. Effenberg, 121 S. Ilyenko. - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. -2009. - V. 11D5. - P. 1-18.

127. Kimizuka, N., Katsura, T., "Standard Free Energy of Formation of YFeO3, Y3Fe5O12, and a New Compound YFe2O4 in the Fe-Fe2O3-Y2O3 System at 1200°C", J. Solid State Chem., 13, 176-181 (1975) (Experimental, Thermodyn., Phase Diagram, 8)

128. Wu, L., Yu, J.C., Zhang, L., Wang, X., Li, S., "Selective Self-propagating Combustion Synthesis of Hexagonal and Orthorhombic Nanocrystal-line Yttrium Iron Oxide", J. Solid State Chem., 177(10), 3666-3674 (2004) (Crys. Structure, Experimental, Magn. Prop., Morphology, Nano, Phase Relations, 43)

129. Piekarczyk, W., Weppner, W., Rabenau, A., "Dissociation Pressure and Gibbs Energy of Formation of Y2Fe5O12 and YFeO3", Mater. Res. Bull., 13, 1077-1083 (1978) (Experimental, Thermodyn., 11)

130. Piekarczyk, W., Weppner, W., Rabenau, A., "Solid State Electrochemical Study of Phase Equilibria and Thermodynamics of the Ternary System Y-Fe-O

at Elevated Temperatures", Z. Naturforsch. A, 34(4), 430-436 (1979) (Experimental, Phase Diagram, Thermodyn., 23)

131. Petras, L., Preisinger, A., "Reaction Kinetics of Yttrium Iron Garnet Formation in Air up to 1400°C", Mater. Sci. Forum, 321-324, 368-373 (2000) (Experimental, Phase Relations, Kinetics, 4)

132. Fischer W.A., Hoffmann A. Gleichgewichtsuntersuchungen im System Eisen (Il)-oxydZirkonoxyd // Arch. Eisenhuettenwes. - 1957. - V.28, №11. -P.739-743.

133. Jones T., Kimura S., Muan A. Phase Relations in the System FeO-Fe2O3-ZrO2-SiO2 // J. Am. Ceram. Soc. - 1967. - V.50, №3. - P.137-142.

134. Петров Ю.Б., Удалов Ю.П., Словак Й., Морозов Ю.Г. Ликвацион-ные явления в расплавах системы ZrO2-FeO-Fe2O3// Физ. и хим. стекла. -2002. - Т.28, №3. - С.311-315.

135. Muan A., Gee C.L. Phase Equilibrium Studies in the System Iron Oxide- Al2O3 in Air and at 1Atm. O2 Pressure // J. Am. Ceram. Soc. - 1956. - V.39, №6. - P.207-214.

136. Muan A. On the stability of the phase Fe2O3 - Al2O3 // Am. J. Sci. -1958. - V.256, №6. - P.413-422.

137. Hans Lukas Computational thermodynamics. The Calphad method. / Hans Leo Lukas, Suzana G. Fries, Bo Sundman. - Cambridge: University Press, 2007. - 324 р.

138. Raghavan, R. Analysis of phase formation in multi-component alloys / R. Raghavan, K.C. Hari Kumar, B.S Murty // Journal of Alloys and Compounds. - 2012 Vol. 544. P. 152-158.

139. Рыкалин Н.Н. Расчет тепловых процессов при сварке. - М.: Машиностроение. - 1968.

140. Сорокин Л.И. Присадочные материалы для сварки жаропрочных никелевых сплавов (обзор). Часть 2 [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://viam.ru/sites/default/files/scipub/2002/2002-203727.pdf. - Дата публикации: декабрь 2002.

Кандидатская диссертации Список использованной литературы Красиков П.П.

141. Флюс-пасты для аргонодуговой сварки коррозионностойких сталей аустенитного класса / В.Б. Попова, Ю.В. Соколов, Б.Д. Малышев и др. // Сварочное производство. - 1978. - №2. С. 55-56. 23.

142. Влияние состава флюсов-паст для защиты корня шва при аргонодуговой сварке на свойство сварных соединений жаропрочных сплавов / Л.И. Сорокин, В.Я. Белоус, И.С. Елкин и др. // Автоматическая сварка. 1981. №11. С. 44-46.

143. Ворновицкий И.Н. Формирующая и защитная флюс-паста для ар-гонодуговой сварки стыков труб из аустенитных коррозионностойких сталей / И.Н. Ворновицкий, С.А. Гельперн, А.С. Позднякова, С.А. Белкин. - Л. : ЛДНТП, 1984. - 19 с. : ил. ; 21 . - (Серия "Прогрессивные технологии обработки конструкционных материалов и изделий (механический, электрофизический и другие методы обработки, сварка, защитные покрытия)" / Ленингр. Дом науч.-техн. пропаганды).

144. Доронин Ю. В. Односторонняя сварка в строительстве / Ю. В. Доронин, М. В. Ханапетов. - М.: Стройиздат, - 1990. - 150 с.

145. ОСТ 36-39-80. «Трубопроводы стальные технологические на дав-

л

ление Ру до 9,81 мПа (100 кгс/см ). Ручная дуговая сварка покрытыми металлическими электродами типовой технологический процесс»: дата введения 1981-01-01- Минмонтажспецстрой СССР. - 48 с.

146. Антонов А.А.. Разработка технологии аргонодуговой наплавки аб-разивостойкого до 500°C сплава с введением модификатора в сварочную ванну// Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. ВолгГТУ, 2016. - 370 с.

147. S. G. Parshin (2012): Using ultrafine particles of activating fluxes for increasing the productivity of MIG/MAG welding of steels, Welding International, 26:10, 800-804

148. А.С. 1123807, МПК В23 К9/16 Способ сварки неплавящимся электродом неплавящимся электродом / А.Г. Симоник, Н.Д. Маслова, Опубл. 29.09.83.

149. Baum L, Knoch R. Higher cost effectiveness by MAG highperformance welding process. DVS Berichte 1997;183: 50-55.

150. Knoch RA, Nentwig WE. Faster MAG welding with several wide electrodes. DVS Berichte. 1998;162:77-81.

151. S.Yamane, H.Yuzawa, Y.Kaneko, H.Yamamoto, M.Hirakawa, K.Oshima, "Image Processing and Control of Weld pool in Switch Back Welding without Backing Plate" Quar. J. JWS, 23-1,pp.65-70(2005) (in Japanese)

152. S.Yamane, H.Yamamoto, T.Ishihara, T,Kubota, K.Oshima, "Adaptive Control of Back Bead in V Groove Welding without Backing Plate", Science and technology of Welding and Joining, 9, pp.138-148 (2004)

153. Zhou, YB., Fang, DS. & Liu, LM. Root welding of V-groove thick plate without backing plate by MAG-TIG double-arc welding. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 18, 623-628 (2017). https://doi.org/10.1007/s12541-017-0074-8

154. Y. Zhang, J. Huang, Z. Cheng, Z. Ye, H. Chi, L. Peng, et al. Study on MIG-TIG double-sided arc welding-brazing of aluminum and stainless steel Mater Lett, 172 (2016), pp. 146-148

155. Kim, Cheol Hee. "Back Bead Characteristics during Butt Welding of a Thick Plate for Various Backing Conditions." Materials Science Forum, vol. 654656, Trans Tech Publications, Ltd., June 2010, pp. 350-353. Crossref, doi:10.4028/www.scientific.net/msf.654-656.350.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Форма № 94 ИЗ, П М, Г10-2016

Федеральная служба по интеллектуальной собственности

Федеральное государственное бюджетное учреждение

«Федеральный институт промышленной собственности»

(ФИПС)

Бепаиапвоия наб., д. 30, корп. 1, Москва, Г-59,1 С 11 - 3, 125993

Телефон [phone] Факт (8-495) 531-63-18

УВЕДОМЛЕНИЕ О ПРИЕМЕ И РЕГИСТРАЦИИ ЗАЯВКИ

29.06.2022 W22036901 2022117513

Дата поступления (дата регистрации) Входящий № Регистрационный M

ДАТА ПОСТУПЛЕНИЯ LUT» регмщыии! фМММЯЩЯШЯШ и»«»« (21 ) РЕГИСТРАЦИОННЫЙ V ВХОДЯЩИМ

(85) ДАТА ПЕРЕВОДА ак

□ (861 (ШМфЯРММв m«|i »«гжгляауыКми» ММ ri |41»U □ (»71 i- .WI-I.I ». . .............. M • • ■<• i ... ».1 ...;......! □ l%> □ (97) U г)ию ЯНШИНУ »» nnulKl АДРЕС ДЛЯ ПЕРЕПИСКИ чючтгтчЛ wjm >/«•« и eu и ыньщииш им МММММПфММР 400005. ир-т им. В И Ленина, д.28 Кузьмин Оргеи Викторонич (400005, pr-t lm V I Lenina, d 28. Ku/min Sergey Viklorovich) ТюфИ 8B442248095 Факс [phone] Адрес гтектрониой почты ois#>vMu ru \ им . 1 M « 1 КРКТЯОЙ III Р1ГОК K"

1 А Я R.l F. НИР о »uii<k па ген i а Российской Фс крайни на пиброппк 1Ю II 1м-режь-опскаи наб В Фс. к-ра. н.н)нмм)жб) пел icKiyniMioii coAciHciiiutciil Д. 30, коря. 1.1. Mockwi. Г-59. ГСП-3,125993, Российский Фе криини

(54) НАЗВАНИЕ И Ю1.1М1ТНИЯ Способ сяарки плавящимся «леитродом углеродисты* и нитколргирон 1ИИЫ1 конструкционных сталей

(71) UflRIITF.Ib (фамиvin ими. отчества initc.viWet п/т шчичиы) фитческа.\1 ища ii.hi наименование юридическая) лица (си.'.икио ti/ie/kiHterbHayy /ни-умвыту/ метю меитечьептп ты нести нихч »ov-wf/w тшаине > трапы и почтовый шМскс/ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего обрлооания « Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГГУ) (Federalnoe gosudaritvennoe bludihetnoe obrazovatelnoe uchrezh denle vysshego obrazovanlla « Volgogradskll goiudarstvennyl tekhnlcheskll unlversltct (VolgGTU) 1 400005, npЛенина, 28 г.Волгоград, 400005, Российская Федерация (400005, pr.lenlna, 28 г Volgograd, 400005, Rouiyf kaya Fedaraulya) ИДЕНТИФИКАТОРЫ {АЯВИТЕ.1Я OIT H 102 34 03 44081 8 Kllll 3444 01001 ИНН 34 44049170 еннле ДОКУМЕНТ /серия, иаиер/

КОД СТРАНЫ iec.ru он уанашштч RU

H иыбретсние«viuiHii ei счст срс.кгг»<|ic.lepii ibHoio бю.1*1П;| Заявитель является □ госушрствснным eikiihhkom □ муниципальным «каччнкоч исполнитель раЛот (укшаиь н(именование)

И исполнителем работ по В государственном) кошрпкт) □ мчннкипплыюму юшракп EiKi'etiiK работ (укюать щттнотш) Минобрилуки РФ Контракт от 09.06.2020 H 0637-2020-0006

i l НИ Ц TARIITklI.iHi 1АЯВИ1Т.1Я WMMiWnanm* гит» KtnwuJ « *фГАТП0ИИ1Г.1С 4 An » ЕЕ G патентный поверенный В представитель по доверенности □ представитель пи eikohv

Общее количество документов в листах

23

Лицо, зарегистрировавшее документы

Из них:

- количество листов комплекта изображений изделия

(для промышленного образца)

Автоматизированная система

Количество платежных доку ментов

Сведения о состоянии dejumpouieodcmea по заявкам размещаются в Открытых реестрах на сайте ФИПС но адресу: wwwl'un.rii rcuistcrs-wch

УТВЕРЖДАЮ

Технический директор

АКТ

о внедрении научно-технических разработок

Результаты НИР «Разработка технологических рекомендаций по сварке углеродистых, низколегированных, высоколегированных сталей для конструкций судостроения», выполненной Волгоградским государственным техническим университетом (ВолгГТУ), внедрены в производство на ООО "КИЦ

Назначение внедренных разработок: повышение качества сварных соединений из низколегированных сталей на основе стабилизации формирования и параметров корневых швов с применением флюсовых паст.

Вид внедрения: технологические рекомендации по дуговой сварке корневых швов низколегированных сталей с применением флюсовых паст для конструкций объектов судостроения.

Эфф ект ив ноет ь внедрения:

1 .Организационно-технические преимущества: повышение долговечности, надежности конструкции, улучшение эксплуатационных характеристик сварных соединений.

2. Социальный эффект: заключается в развитии научных знаний в области теоретических и технологических основ сварки корневых швов, а также в

И

Бега".

повышении квалификации и компетенций сотрудников ООО "КИЦ "Вега" в данной области знаний.

3- Экономический эффект: достигается за счет ведения политики им-портозамещения и, как следствие, снижения затрат на сварочные материалы аналогичного класса.

Годовой экономический эффект составляет 320 ООО (триста двадцать тысяч) рублей.

Настоящий акт не является основанием для востребования с ООО "КИЦ "Вега" премиального фонда.

От ООО "КИЦ "Вега1

От ВолгГТУ

Красиков П. П.

АО "Вниипти^имн«!

^» д^р/^Л 2022 г

АКТ

о внедрении научно-технических разработок

Результаты НИР «Разработка технологических рекомендаций по сварке углеродистых, низколегированных сталей при изготовлении и ремонте нефтехимического оборудования», выполненной Волгоградским государственным техническим университетом (ВолгГТУ), внедрены в производство на АО "Внииптихимнефтеаппаратуры"

Назначение внедренных разработок: повышение качества сварных соединений из низколегированных сталей на основе стабилизации формирования и параметров корневых швов с применением флюсовых паст.

Вид внедрения: технологические рекомендации по дуговой сварке корневых швов низколегированных сталей с применением флюсовых паст на объектах нефтехимического производства.

Эффективность внедрения:

1 .Организационно-технические преимущества: повышение долговечности, надежности конструкции, улучшение эксплуатационных характеристик сварных соединений.

2. Социальный эффект: заключается в развитии научных знаний в области теоретических и технологических основ сварки корневых швов, а также в

повышении квалификации и компетенций сотрудников АО "Внииптхимнеф-теаппаратуры" в данной области знаний.

3. Экономический эффект: достигается за счет ведения политики им-портозамещения, и как следствие, снижения затрат на сварочные материалы аналогичного класса.

Годовой экономический эффект составляет 400 ООО (четыреста тысяч) рублей.

Настоящий акт не является основанием для востребования с АО "Внииптхимнефтеаппаратуры" премиального фонда.

От АО "Внииптхимнефтеаппара- От ВолгГТУ туры"