Основные научные результаты и выводы

1. Выполнены исследования по изучению кинетики плавления и переноса электродного металла в среде защитных газов «короткой» и «длинной» дугой проволокой сплошного сечения. При выполнении данного раздела применены различные механизмы подачи электродной проволоки: традиционно применяемая постоянная подача и прерывистая (импульсная) подача электродной проволоки;

2. Выполнены исследования по изучению кинетики плавления и переноса электродного металла при сварке порошковой проволокой диаметром до 1,2 мм. В результате выполнения данного раздела выявлено ряд особенностей плавления и переноса электродного металла в сварочную ванну, которые позволили сформулировать критерии к алгоритмам управления энергетическими параметрами режимов сварки самозащитными порошковыми проволоками;

3. На основе полученных результатов были разработаны алгоритмы импульсного управления энергетическими параметрами режимов сварки, обеспечивающих управление плавлением и переносом электродного металла в процессе сварки проволоками сплошного сечения в среде защитных газов «короткой» и «длинной» дугой, а также порошковой проволокой и покрытыми электродами.

4. Произведена модернизация исследовательского комплекса для изучения кинетики плавления и переноса электродного металла при сварке. Для регистрации характеристик тепломассопереноса применена высокоскоростная видео камера «Видео Спринт/G2 (производитель ЗАО НПК «Видеоскан», Москва), регистратор параметров сварки AWR 524, синхронно работающий со скоростной видеокамерой и многоканальным светолучевым осциллографом, и позволяющий осуществлять ввод результатов измерений в компьютер.

5.Выполнен систематизированный анализ влияния характеристик тепломассопереноса, сопровождающий процессы электродуговой сварки плавящимся электродом, на стабильность формирования металла шва из расплава.

6. На основе исследования быстропротекающих процессов плавления и переноса электродного металла в сварочную ванную разработаны алгоритмы адаптивного импульсного управления энергетическими параметрами режима сварки, позволяющие обеспечивать стабильность характеристик тепломассопереноса при сварке и регулируемое тепловложение в обрабатываемое изделие.

7. Применение импульсного технологического процесса сварки при изготовлении сварных соединений сталей 09Г2С, 10Г2С, 17Г1С, 15ХСНД, 12Х18Н10Т позволяет получать мелкозернистую структуру металла шва и ЗТВ.

8. Установлено, что наиболее эффективный частотный диапазон, обеспечивающий существенное уменьшение структурных составляющих в зонах сварных соединений сталей 10Г2С и 17Г1СУ, лежит в пределах от 1 до 2,5 Гц.

9. Увеличение скорости истечения защитного газа повышает скорость охлаждения околошовной зоны в момент сварки, что изменяет картину структурно-фазовых превращений в зонах сварных соединений из стали 30ХГСА.

10. Проведен анализ современных наплавочных и напыляемых материалов, способов воз­дей­ствия на процессы формирования и кристаллизации, структуру и физико-механиче­ские ха­рактеристики покрытий из металлов и сплавов.

11. Изучено влияние лазерного, электронно-лучевого и электродугового воздействия на модифицирование структуры, физико-механические и эксплуатационные свойства покрытий. Оплавление покрытий позволяет повысить дисперсность их структуры и твердость материала.

12. Установлена возможность упрочнения композиционных покрытий путем их модифицирования тугоплавкими соединениями с субмикро- и нанокристаллической структурами и высокоэнергетическими методами воздейст­вия.

13. Проведено опробование технологий модифицирования покрытий тугоплавкими соединениями с субмикро- и нанокристаллической структурами и высокоэнергетическими методами воздейст­вия.

14. Применение оптимальных параметров оплавления обеспечивает необходимое тепловложение в расплавляемое покрытие, способствует формированию дисперсной структуры сплава и повышает его однородность, прочностные и эксплуатационные свойства.

Список научных работ, опубликованных по проекту:

Сараев Ю. Н. Обоснование концепции повышения безопасности и живучести технических систем, эксплуатируемых в регионах Сибири и Крайнего Севера, на основе применения адаптивных импульсных технологий сварки // Тяжелое машиностроение. – 2010. - № 8. – с. 14 – 19.

2.Патон Б.Е., Сараев Ю.Н., Лебедев В.А. Совершенствование технологических процессов сварки и наплавки на основе методов управляемого высокоэнергетического воздействия на характеристики плавления и переноса электродного металла / Сборник трудов Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых «Инновационные технологии и экономика в машиностроении». 20-21 мая 2010 г. Юрга. – С. 15 - 22.

3.Кузнечик О.О., Сараев Ю.Н., Белявин К.Е. Адаптивное управление быстропротекающими высокотемпературными процессами контактной наплавки порошков самофлюсующихся сплавов / Сборник материалов V Международной научно-технической конференции «Современные методы и технологии создания и обработки материалов». В 3 книгах, книга 2. 15-17 сентября 2010 г. Минск, 2010. – С. 153 - 158.

Кузнечик О.О., Белявин К.Е., Минько Д.В., Сараев Ю.Н., Корко В.С. Использование устройства регистрации быстропротекающих высокотемпературных процессов в системе адаптивного управления электроконтактной наплавкой порошковых материалов самофлюсующихся сплавов / Материалы докладов 9-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка», посвящена 50-летию порошковой металлургии Беларуси и 85-летию ее основателя – академика О.В. Романа.–Минск. С. 217-219.

5. Сараев Ю.Н. Совершенствование технологических процессов сварки и наплавки на основе методов управляемого высокоэнергетического воздействия на характеристики плавления, переноса электродного металла и кристаллизации сварочной ванны / Там же. – С. 314-315.

6. Saraev Y. Adaptiv pulse-arc welding methods for construction and repair of the main pipelines / Proceedings of The 2nd South-East European IIW International Congress «Welding – HIGH-TECH Technology in 21st century». Sofia, Bulgaria, October 21st-24th 2010. – P. 174-177.

7. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Демьянченко А.А. Обеспечение эксплуатационной надежности крупногабаритных металлоконструкций ответственного назначения на этапе их изготовления и ремонта с применением адаптивных импульсных технологий сварки // Обработка металлов. – 2011. - № 2. – с. 18 – 22.

8. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Демьянченко А.А. Управление микрометаллургическими процессами при адаптивной импульсно-дуговой сварке легированных сталей // Перспективные материалы. – 2011. - № 13 (специальный выпуск). – С. 290-294.

9. Сараев Ю.Н. Адаптивные импульсно-дуговые методы сварки для строительства и ремонта магистральных трубопроводов // Сварка и резка. – 2011. – № 1. – С. 40-50.

10. Сараев Ю.Н., Демьянченко А.А. Обоснование концепции повышения безопасности и живучести технических систем, эксплуатируемых в регионах Сибири и Крайнего Севера, на основе применения адаптивных импульсных технологий сварки // Сварка и резка. – 2011. – № 2. – С. 48-52.

11. Сараев Ю.Н., Демьянченко А.А., Чинахов Д.А., Зернин Е.А., Крюков А.В., Павлов Н.В. Исследование кинетики плавления и переноса электродного металла при электродуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов / Сборник трудов II Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых «Инновационные технологии и экономика в машиностроении». Юрга, 19-20 мая 2011 г. – С. 17-33.

12. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Демьянченко А.А., Чинахов Д.А. Ресурс, функциональные свойства и структурообразование сварных соединений крупногабаритных металлоконструкций, формируемых с управлением микрометаллургическими процессами // Сборник материалов IV международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва. 25-28 октября 2011 г. – М.: ИМЕТ РАН, 2011. – 993 с. – С. 794.

13. Demyanchenko A.A., Saraev Yu.N. Control of structure and properties of welded connections of alloy steels by application highly concentrated pulse energy actions / 19^th Annual International Conference on Composites or Nano Engineering, ICCE-19. Shanghai, China. July 24-30, 2011. – CD.

14. Saraev Yu.N. Adaptive pulse technological processes of welding and pad weld is a new high-performance method of obtaining of permanent joints of high-strength steels / 19^th Annual International Conference on Composites or Nano Engineering, ICCE-19. Shanghai, China. July 24-30, 2011. – CD.

15. Демьянченко А.А., Сараев Ю.Н. Особенности применения адаптивного импульсного высокоэнергетического воздействия на формирование неразъемных соединений конструкционных материалов методами сварки и наплавки / Тезисы докладов Международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов, 5-9 сентября 2011 г., Томск, Россия. – Томск: ИФПМ СО РАН, 2011. – 544 с. – С. 457-458.

16. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Демьянченко А.А. Повышение живучести крупногабаритных металлоконструкций технических систем применением высококонцентрированных импульсных энергетических воздействий в процессе их формирования методами сварки и наплавки / Доклады VI Всероссийской конференции «Взаимодействие высококонцентрированных потоков энергии с материалами в перспективных технологиях и медицине». Новосибирск, 22-25 марта 2011 г. – С. 288-292.

17. Демьянченко А.А., Сараев Ю.Н. Разработка и практическое применение адаптивных импульсных технологий сварки – инновационное направление в обеспечении безопасности и живучести технических систем северного исполнения / Сборник трудов Всероссийской молодежной конференции «Машиностроение – традиции и инновации». Юрга, 30 августа – 1 сентября 2011 г. – С. 25-29.

18. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Чинахов Д.А., Демьянченко А.А. Управление структурой и свойствами сварных соединений технических систем методами адаптивной импульснодуговой сварки и комбинированной газовой защиты / Тезисы докладов II Всероссийской конференции «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», посвященной 85-летию со дня рождения профессора О.В. Соснина, 10-14 октября 2011 г., Новосибирск, Россия. – с. 98 – 99.

19. Сараев Ю.Н. Исследование адаптивных импульсных технологических процессов сварки и наплавки применительно к задачам управляемого тепломассопереноса / Тезисы докладов II Всероссийской конференции «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных сред и конструкций», посвященной 85-летию со дня рождения профессора О.В. Соснина, 10-14 октября 2011 г., Новосибирск, Россия. – с.97 – 98.

20. Демьянченко А.А. Повышение живучести и эксплуатационной надежности технических систем ответственного назначения методами адаптивной импульсно-дуговой сварки и наплавки // Сборник материалов VIII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов». Москва. 15-18 ноября 2011 г. – М.: ИМЕТ РАН, 2011. – 689 с. – С. 578-580.

21. Демьянченко А.А., Сараев Ю.Н., Безбородов В.П. Структура, прочностные и коррозионные свойства сварных соединений после импульсно-дуговой сварки / Тезисы докладов VII Российской научно-технической конференции «Механика микронеоднородных материалов и разрушение». Екатеринбург, 23-27 апреля 2012 г. – Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2012. – 196 с. – С. 84.

22. Демьянченко А.А., Сараев Ю.Н., Безбородов В.П. Структура, прочностные и коррозионные свойства сварных соединений после импульсно-дуговой сварки / Материалы VII Российской научно-технической конференции МЕХАНИКА МИКРОНЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАЗРУШЕНИЕ (Электронный ресурс). Екатеринбург, ИМАШ УрО РАН, 2012. Электронный оптический диск, вкладка «Публикации».

23.Сараев Ю.Н., Демьянченко А.А. Основные тенденции совершенствования процессов импульсно-дуговой сварки и наплавки, направленных на решение проблем эксплуатационной надежности металлоконструкций технических систем ответственного назначения в практике мирового промышленного производства / Сборник трудов III Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых «Инновационные технологии и экономика в машиностроении». Юрга, 24-25 мая 2012 г. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – Т.1. – 362 с. – С. 11-13.

24. Демьянченко А.А., Сараев Ю.Н., Селиванов Ю.В. Повышение коррозионной стойкости зон сварных соединений и наплавленных покрытий конструкций из стали 12Х18Н10Т / Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Байкальский материаловедческий форум». 9-13 июля 2012 г., г. Улан-Удэ. – Ч. 1. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2012. – 178 с. – С. 94-96.

25. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Демьянченко А.А. Управление структурой и свойствами зон неразъемных соединений низколегированных сталей методами адаптивной импульсно-дуговой сварки / Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Байкальский материаловедческий форум». 9-13 июля 2012 г., г. Улан-Удэ. – Ч. 1. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2012. – 178 с. – С. 146-148.

26. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П. Структура и механические свойства неразъемных соединений из низколегированных марганцовистых сталей / Научные чтения им. чл.-корр. РАН И.А. Одинга «Механические свойства современных конструкционных материалов». Москва. 10-12 сентября 2012 г. / Сборник материалов. – М.: ИМЕТ РАН, 2012 г. – 292 с. – С. 232-234.

27. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Демьянченко А.А., Чинахов Д.А., Слепцов О.И., Голиков Н.И. Формирование структуры и свойства зон сварных соединений и наплавленных покрытий в условиях импульсных изменений энергетических параметров и регулируемого тепломассопереноса при их получении / Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Сварка и безопасность»: в 2 т. Том 1. – Якутск: Офсет, 2012. – 281 с. – С. 139-151.

28. Сараев Ю.Н., Безбородов В.П., Слепцов О.И., Голиков Н.И. Повышение безопасности конструкций улучшением свойств сварных соединений // Безопасность и живучесть технических систем: Труды IV Всероссийской конференции. В 2 т. / Научн. ред. В.В. Москвичев. – Красноярск: Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 2012. – Т. 2. – С. 144-148.

29. Безбородов В.П. Структурные модели строения и свойства композиций с защитными покрытиями / Материалы 10-й международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии: порошко­вая ме­таллургия, ком­позиционные материалы, защитные покрытия, сварка», г. Минск: Беларуская навука, 2012 г. - С. 241-244.

30. Сараев Ю. Н., Безбородов В.П. Влияние энергетических параметров процесса сварки на структуру и свойства сварных соединений низколегированных сталей // Сварочное производство. – 2012. – № 8. – с. 3-5.

31. Патент № 2410216 «Способ адаптивной импульсно-дуговой сварки», приоритет от 16 июня 2008 года, зарегистрирован 27 января 2011 года.

Поиск по сайту: