Фізичні процеси в плазмової дузі, яка горить у середовищі аргону. Термічні цикли при плазма-МІГ процесі. Закономірності саморегулювання дуги плавкого електроду при плазма-МІГ наплавленні порошковою плющенкою із застосуванням двуханодного плазмотрону.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОСНОВ ПЛАЗМОВОГО ЗВАРЮВАННЯ І НАПЛАВЛЕННЯ ПЛАВКИМ І НЕПЛАВКИМ ЕЛЕКТРОДАМИРобота виконана у Приазовському державному технічному університету (ПДТУ) Міністерства освіти і науки України, м. Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Чигарьов Валерій Васильович, Приазовський державний технічний університет (м.Маріуполь), завідувач кафедри “Металургія і технологія зварювального виробництва” Офіційні опоненти: доктор технічних наук, профессор Кузнєцов Валерій Дмитрович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”(м.Київ), завідувач кафедри “Відновлення деталей машин”; доктор технічних наук Петров Станіслав Володимирович Інститут газу НАН України (м.Київ), провідний науковий співробітник відділу плазмових технологий доктор технічних наук, доцент Арсенюк Валерій Васильович, Національна академія наук України (м.Київ), керуючий справами Захист відбудеться 30.03.2007 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.12.052.01 при Приазовському державному технічному університеті за адресою: 87500,Донецька обл. м.Це пояснюється: недостатністю знань теплового енергетичного балансу, електроенергетичних характеристик, процесу плавлення електродного металу, що необхідно для вибору оптимальних конструкцій плазмотронів, уточнення електричних схем джерел живлення, установок; виборів оптимальних режимів зварювання і наплавлення; відсутністю гами наукових досліджень по удосконаленню технології обробки і зварювально-наплавлених матеріалів, що враховують особливості процесів, які відбуваються при плазмової обробці. Відповідно до зазначеної мети в цій роботі необхідно вирішити наступні задачі: - удосконаливши методику для експериментального визначення електроенергетичних характеристик плазма-ТІГ і плазма-МІГ процесів, уточнити статичні і динамічні вольтамперні характеристики дуги при плазмовому зварюванні (наплавленні) і вивчити вплив полоциліндричної дуги на характеристики масоперенесення електродного металу, перехід легуючих елементів; визначити вплив параметрів режимів зварювання (наплавлення), конструктивних особливостей плазмових пальників на ефективність нагрівання виробу, стійкість вольфрамового електроду і виявити фактори, що впливають на якість наплавленого металу; дослідити особливості збудження “стиснутого” дугового розряду з метою удосконалення джерел живлення, плазмотронів і зварювальних установок; Вперше встановлено: при плазма-ТІГ процесі на перемінному струмі з повним проплавленням основного металу силовий вплив дуги складає (5...7)10-2Н, що дозволяє оптимизувати режими плазма-ТІГ зварювання і наплавлення, зменшити глибину проплавлення основного металу при плазма-ТІГ наплавленні до 0,3-0,6 мм. Встановлено закономірність плавлення оболонки і осердя порошкового дроту при плазма-МІГ процесі: внаслідок нагрівання плазмової дугою прискорюється процес плавлення осердя; виступаючий за межі оболонки штифт зменшується, здобуває конічну форму (при цьому, частина металу оболонки, яка розплавилась, стікає по осердю), перенос металу йде практично по осі дуги (відхилення краплі від осьового напрямку вкрай рідкі), що дозволяє розробляти високопродуктивні (форсовані) режими наплавлення великогабаритних деталей з великим обсягом наплавленого металу плазма-МІГ способом з підвищенням продуктивності наплавлення до 3-3,2 разів. Встановлено і підтверджено закономірності саморегулювання довжини дуги плавкого електроду при плазма-МІГ наплавленні порошковою плющенкою із застосуванням розробленого двуханодного плазмотрону, які показують: ефективність процесів саморегулювання довжини дуги - недостатня для проведення стабільного процесу наплавлення, що є наслідком наявності двох могутніх зовнішніх джерел іонізації (плазмових дуг неплавких електродів), у результаті чого градієнт спадання напруги в дузі плавкого електрода зменшується, знижується і ефективність саморегулювання довжини дуги плавкого електрода; ефективність процесу саморегулювання довжини дуги плавкого електрода (порошкової плющенки) при плазма-МІГ процесі підвищується шляхом забезпечення регламентованої взаємозалежності приросту струму плазмової дуги від приросту струму дуги плавкого електрода, яка складає DIПЛАЗМ = (0,3е0,6)DIПЕ, що приводить до стабілізації процесу наплавлення.Встановлено, що найбільш ефективними (серед дугових процесів зварювання і наплавлення) є плазмово-дугові способи, причому для зварювання (наприклад, алюмінію і його сплавів) - плазма-ТІГ процес на перемінному струмі або зворотній полярності, а для наплавлення - плазма-МІГ процес із застосуванням у якості плавкого електроду порошкових дротів при зворотній полярності обох дуг.