Вивчено вплив кисневого потенціалу агломерованих флюсів формування неметалевих включень. Розроблено комп'ютерну програму, яка дозволяє виконувати розрахунки складу і кількості неметалевих включень з урахуванням термодинаміки та кінетики металургійних реакцій, які протікають у шлаковій та металевій фазах, а також технологічних параметрів процесу зварювання. Показано можливості агломерованих флюсів щодо управління структурою і властивостями металу швів. Запропоновано шляхи регулювання парціального тиску кисню і водню над розплавом шлаку, технологію виготовлення низьководневих агломерованих флюсів. Розроблено агломеровані флюси нового покоління для зварювання конструкцій з низьколегованих сталей.

  Скачати повний текст

Досліджено промислове виробництво нових енергоефективних зварювальних джерел, а також мобільні зварювально-технологічні комплекси. Описано резонансні процеси у зварювальних індуктивно-ємнісних перетворювачах (ЗІЄП) за різних ступенів розладу контурів. Відзначено, що залежно від способу зварювання обирається відповідний ступінь розладу, який забезпечує стабільність горіння дуги, а також інші зварювально-технологічні властивості, зокрема, формування, розбризкування, дефектоутворення. Доведено, що найбільш важливий метод підвищення потужності ЗІЄП - перехід до модульного принципу їх побудови. Розроблено методи когерентного аналізу взаємодії зварювальних струмів включених модулів, а також розглянуто способи регулювання потужності під час дугового зварювання. Досліджено нові двоконтурні схеми резонансних джерел, процес зварювання на змінному струмі у разі використання електродів з основним покриттям.

  Скачати повний текст

Розроблено методику розрахунку параметрів зварювального процесу за механізованого зварювання у захисних газах довгою дугою. Розв'язано задачу визначення основних параметрів процесу зварювання, а саме: швидкості подачі дроту, довжини вильоту електрода, відставні від зрізу мундштука до зварювальної ванни, напруги джерела живлення та інших параметрів, необхідних для забезпечення якісного процесу зварювання. Показано, що оптимальним є підхід, за якого напочатку розрахунку задаються діаметр електрода, струм, температури попереднього підігріву електрода та середня температура краплі, а довжина вильоту, швидкість подачі й інші параметри процесу розраховуються за умов збереження теплового балансу на вильоті електрода та підтримуються під час зварювання на необхідному рівні, забезпечуючи ці температури. Здійснено системний аналіз результатів теоретичних і експериментальних досліджень про розподіл температури та падіння напруги на вильоті електрода від мундштука до дуги з урахуванням нелінійності теплофізичних параметрів процесу і з урахуванням тепла, яке надходить від краплі. Побудовано вольт-амперну характеристику і ОАХ контакту "мундштук - електродний дріт" за різних діаметрів дроту та швидкостей подачі. Розрахунковим шляхом установлено частку тепла, що виділяється в контакті, яка надходить у дріт, а яка - у мундштук зварювального пальника. Одержано формулу для визначення початкової температури дроту. Створено програму автоматизованого розрахунку параметрів режиму механізованого зварювання, яка дозволяє у режимі реального часу здійснювати багатоваріантні інженерно-технологічні розрахунки з метою оптимізації зварювального процесу.

  Скачати повний текст

Досліджено характер розподілу залишкових напружень у зварних з'єднаннях та оптимізації процесів зварювання з метою зменшення їх рівня у конструкціях низьковуглецевих легованих бейнітно-мартенситних сталей з границею текучості =>600 МПа. Значну увагу приділено впливу теплофізичних процесів та структурних перетворень на закономірності формування залишкових напружень у зварних з'єднаннях. Розроблено експериментально-розрахунковий підхід, що дозволяє прогнозувати характер протікання температурних деформацій у металах швів та ЗТВ, а також оцінювати їх вплив на закономірності формування залишкових напружень у зварних з'єднаннях. Наведено голографічний метод досліджень залишкових напружень у з'єднаннях високоміцних сталей. Розглянуто вплив структури металу швів (бейнітно-мартенситних, феррито-перлітних та аустенітних) на формування у них залишкових напружень. Істотний вплив на рівень даних напружень здійснює співвідношення температур структурних перетворень металу шву та ЗТВ. Простежено вплив параметрів режимів зварювання та температур попереднього підігріву на формування залишкових напружень. Розглянуто основні положення технологічних процесів, за яких у зварних з'єднаннях високоміцних сталей забезпечується мінімальний рівень залишкових напружень.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Запропоновано засоби технічного зору для систем стеження за стиком без розроблення кромок на базі використання методу комп'ютерної обробки відеозображень лінії стикового з'єднання, одночасно освітленої джерелами структурованого та розсіяного світла. Проведено експериментальні та теоретичні дослідження спектрів аргонових дуг й обгрунтовано вибір оптичних діапазонів довжини хвиль видимого та ближнього інфрачервоного спектра, що є найвигіднішими для роботи засобів технічного зору АСУ ТП аргонодугового зварювання. Розроблено математичну модель розпізнавання образу стикового з'єдання на відеозображеннях з можливістю самонавчання. У даній моделі реалізовано покроковий метод ухвалення рішення про приналежність об'єктів до класів, що дозволяє значно скоротити об'єм обчислень і застосувати розроблену модель у системах реального часу.

  Скачати повний текст

Розроблено спосіб керування перенесенням електродного металу під час зварювання з електромагнітними діями (ЕМД) на підставі імпульсних аксіальних керуючих магнітних полів. Виявлено залежність параметрів перенесення електродного металу від характеристик імпульсних аксіальних керуючих магнітних полів під час зварювання плавкими електродами з різними теплофізичними властивостями. Встановлено, що застосування імпульсних ЕМД забезпечує зниження рівня пористості швів і більш симетричного формування їх зовнішньої поверхні під час зварювання у різних просторових положеннях. Встановлено, що це свідчить про можливість комплексного поліпшення якості зварних з'єднань завдяки одночасному впливу імпульсних ЕМД на дугу та розплав зварювальної ванни. Сформульовано основні вимоги та принципи створення комплекту спеціалізованого обладнання для зварювання з даними ЕМД і розроблено технологічні рекомендації щодо їх застосування під час дугового зварювання плавким електродом.

  Скачати повний текст

Розроблено метод керування формуванням структури та властивостей зварних з'днань сталей з вмістом вуглецю до 0,8 %, що забезпечує можливість їх зварювання без підігріву близькими за хімічним складом дротами. Особливістю даного методу є регулювання рівнем гомогенності аустеніту та періодом інертності його розпаду; за даних умов формуються дрібнозернисті пластичні структури, стійкі проти крихкого руйнування та утворення тріщин. Розроблено спосіб зварювання з періодичним примусовим охолодженням зварювальної ванни для реалізації даного методу.

  Скачати повний текст

Розроблено алгоритм підготовки та нормалізації даних для аналізу нейронними мережами. Проведено навчання нейронних мереж. Наведено алгоритм моніторингу якості дугового зварювання за електричними параметрами дуги. Описано інформаційно-вимірювальну систему для статистичного аналізу електричних параметрів дугового зварювання.

  Скачати повний текст

Розроблено нову динамічну модель зварювальної ванни за умов зварювання зануреною дугою. Показано, що активна пляма безупинно блукає по передній стінці кратера та відповідно до "принципу мінімуму" розташовується у зоні мінімальної відстані між ванною й електродом. Такий напрямок стовпа дуги, який не збігається з віссю електрода, визначається електричним полем, вплив якого на рух електронів у ньому на порядок більше, ніж вплив магнітного поля. У розробленій моделі зварювальної ванни показано, що блукаюча зона максимального тиску дуги, яка знаходиться на передній стінці кратера, сприяє формуванню хвиль рідкого металу лише у головній частині ванни, які поширюються з деяким загасанням по всьому її об'єму. Доведено, що переміщення рідкого металу з передньої стінки до дна ванни та у хвостову її частину відбувається під дією електромагнітної сили, яка виникає від взаємодії струму, що розтікається у ванні, з власним магнітним полем. У розробленій моделі показано, що глибина проплавлення основного металу визначається реактивним тиском на дно ванни струменя плазми, який виникає за умов зміни його напрямку та кількості руху у цій зоні. Оскільки цей тиск пропорційний квадрату швидкості плазми, яка залежить від щільності струму в електроді, та збільшення глибини проплавлення досягається за максимальної щільності. Установлено, що глибина проплавлення за умов впливу пульсуючої дуги на зварювальну ванну залежить від частоти імпульсів струму. У діапазоні від нуля до 10 Гц ця залежність має вигляд нормального розподілу. Максимальний ефект збільшення проплавлювальної здатності дуги спостерігається за частоти імпульсів струму, яка дорівнює частоті власних коливань ванни, за так званого "резонансу", коли утворюються найсприятливіші умови для передачі енергії дуги зварювальній ванні. Якщо ці частоти відрізняються більше, ніж на 25 %, то пульсуючий режим горіння дуги не має помітного впливу на її проплавлювальну здатність.

  Скачати повний текст

Досліджено процес імпульсної стабілізації дуги у разі зварювання корозійностійких сталей змінним струмом. Виявлено властивості зварювальної дуги в колах змінного струму, зовнішні характеристики джерела живлення та їх вплив на стійкість горіння дуги, взаємозв'язки параметрів електромагнітних елементів джерела живлення за умов горіння зварювальної дуги. Розв'язано задачу оптимізації процесу й устаткування. Запропоновано новий підхід, що дозволяє визначити зовнішні характеристики джерела живлення зварювальної дуги змінним струмом з урахуванням кута відкриття електронних ключів і проаналізувати вплив зовнішньої характеристики на стійкість її горіння. Досліджено методики математичного моделювання електричних кіл змінного струму з дугою, які дозволяють не тільки вивчати динаміку цих кіл та їх стійкість, а й досліджувати вплив стабілізувальних імпульсів на процес зварювання. Проведено оптимізацію режимів імпульсної стабілізації зварювальної дуги змінного струму, що дозволяє значно знизити напругу холостого ходу зварювального трансформатора.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Визначено умови керованого переносу за імпульсної подачі електронного дроту. Встановлено закономірності подачі дроту гнучкими спрямованими каналами з математичним описом умов загасання амплітуд і затримок імпульсів подачі в каналі. Розроблено принципи блочно-модульного конструювання з використанням базової моделі напівавтоматів різного функціонального призначення з вибором критеріїв оцінки характеристик надійності. Досліджено технологічні можливості нових технічних рішень. Розроблено ряд напівавтоматів для зварювання, наплавлення та різання з використанням результатів дослідження та нових конструкцій вузлів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано проблеми електроживлення та керування машинами для контактного точкового зварювання опором (КТЗ). Проаналізовано та визначено найбільш перспективні напрямки для подальших робіт в цій галузі. Систематизовано відомі системи живлення для КТЗ та проведено теоретичне і розрахункове оцінювання найбільш перспективних систем. Для створення систем живлення потужністю до 100 кВА з поздовжньою компенсацією реактивної складової опору розроблено програму автоматизованого розрахунку коефіцієнтів потужності, значень відносних напруг і струмів за заданими значеннями кута включення за різних значень активного опору навантаження. Визначено як перспективну систему живлення з трифазним перетворювачем числа фаз та частоти струму 30 Гц для машин КТЗ потужністю більше, ніж 100 кВА. Доведено, що квазісиметрична робота перетворювача дозволяє одержати сриятливий розподіл струму за фазами мережі без завантаження нульового дроту, а зниження робочої частоти струму - підвищити коефіцієнт потужності машини. Для зварювання та мікрозварювання деталей з малою (менше 1 мм) й особливо малою (менше 0,1 мм) товщиною запропоновано використання інверторного перетворювача підвищеної частоти зварювального струму як альтернативу машинам конденсаторного зварювання. Описано процеси розробки та виготовлення дослідного експериментального зразка інверторного джерела живлення підвищеної частоти струму 500 Гц за розробленого автоматичного керування режимом зварювання. Наведено результати експериментального дослідження мікрозварювання зразків виробів з нержавіючої сталі 08Х18Н10Т, виконаних з його використанням.

  Скачати повний текст

Розроблено ефективний спосіб підвищення стійкості проти холодних тріщин, з використанням якого створено нові електродні матеріали для зварювання деяких сердньовуглецевих низьколегованих сталей. Здійснено вибір оптимальної легуючої основи на підставі результатів експериментальних досліджень щодо визначення найбільш прийнятного сполучення механічних характеристик низьколегованого високоміцного металу зварних швів та їх стійкості проти холодних тріщин і взаємозв'язку з мікроструктурою металу та морфологією неметалевих домішок. Розроблено математичну модель, що визначає залежність механічних властивостей металу шва та його стійкості проти холодних тріщин від концентрації у шві легуючих і модифікуючих елементів. Вивчено вплив характеру модифікування та тріщиностійкість зварних швів. Встановлено наявність у модифікованому азотом і ванадієм металі швів нітридів ванадію та їх вплив на структуру та властивості металу. Досліджено особливоості зародження та розвитку холодних навколошовних тріщин у металі з'єднань. Визначено оптимальний варіант і параметри мікролегування для запобігання тріщин та його вплив на основні фактори, що визначають утворення відколів. Розроблено склади покриття електродів для зварювання ряду високоміцних сталей, що гартуються. Наведено результати дослідно-промислових випробувань розроблених електродів і розраховано економічний ефект їх застосування, що становить 353,13 тис. грн.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності впливу основних легувальних елементів та їх сполучень на структуру та властивості металу шва, стійкість горіння дуги, характеристики переносу електродного металу. Наведено систему комплексного легування металу шва, створено відповідні композиції електродних дротів для зварних з'єднань термічно зміцнених кремніємарганцевих сталей. Визначено особливості формування структури, досліджено властивості металу в зоні термічного впливу (ЗТВ). Визначено оптимальні умови дугового зварювання термічно зміцнених холодостійких низьколегованих сталей з метою формування заданої структури, властивостей металу шва та ЗТВ. Визначено вплив термічного циклу зварювання на холодостійкість зварних з'єднань.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення якості металу шва та зварювально-технологічних властивостей ільменітових електродів до рівня рутилових. Досліджено новий напрямок використання вуглецю як дешевого та ефективного розкислювача у разі зварювання плавленням. Шляхом термодинамічного аналізу встановлено, що температура початку відновлення оксидів вуглецем у металевій фазі нижча, ніж у шлаковій, що забезпечує розкислення за більш низьких температур. Зазначено, що це дозволяє використовувати зв'язаний у складі сплаву Fe - C вуглець, наприклад, у вигляді чавунного порошку як розкислювача. Розроблено методику розрахунку рівноважного вмісту C і Mn у наплавленому металі, визначено максимальний вміст чавунного порошку в електродних покриттях ільменітового виду. Досліджено механізм та запропоновано схему процесу розкислення чавунним порошком. Показано, що процес протікає в основному на стадії краплі в шлаковій фазі дуги, під нижньою частиною краплі. Встановлено, що швидкість окиснення вуглецю у складі чавунного порошку в 2 рази вища, ніж графіту, кількість неметалічних включень у наплавленому металі зменшилась у 1,3 - 1,4 рази, пори і тріщини відсутні. Розроблено склад покриття ільменітових електродів з чавунним порошком на базі нової мінеральної сировини України з використанням цеоліту і мергелю як замінників слюди та магнезиту. Зазначено, що механічні властивості та хімічний склад наплавленого металу відповідають типу Э46 за ГОСТ 9467, у разі високих зварювально-технологічних властивостей та продуктивності на рівні рутилових електродів.

  Скачати повний текст

Розроблено комплекс математичних моделей та базу даних для програмного пакету, заснованого на методі скінченних елементів для проектування технології процесу зварювання в КЗС, теплового стану зварювального виробу. Наведено рекомендації щодо зварювання виробів у різних просторових положеннях з використанням КЗС.

  Скачати повний текст