PhD (Engineering), Associate Professor, Head of Chair of Machinery and Automation in Welding Production
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Машины и автоматизация сварочного производства»
The application of hybrid technologies allows improving welding productivity by reducing welding material consumption, edge preparation time, heat input, and, consequently, the probability of crack formation. Welding of dissimilar metal combinations (copper – aluminum) is best performed using pulsed processes at temperatures below the melting point. A high-voltage capacitor welding process has been developed at Don State Technical University. This process combines several stages: electroerosive cleaning during the burning of an electric arc between the weld surfaces, the convergence of the parts, and the splashing of molten metal from the weld zone followed by plastic deformation of the juvenile surfaces. Thermal force impact on the welded parts is implemented by connecting sequentially the upset mechanism together with the welded parts into the discharge circuit of a pulse current generator, with the total duration not exceeding 200 μs. The discharge circuit parameters (inductive and active resistance, capacitance) were selected to enable welding by means of a damped sinusoidal discharge and to ensure the necessary process energy parameters (capacitor bank capacitance and voltage) and the strength characteristics of the welded joint. A temperature measurement technique based on recording spectral radiation during arcing was developed, which allows evaluating the thermal component of the welding process. Following pressures were calculated: magnetic pressure, pressure generated by the upset mechanism, pressure of molten metal vapor, and impact pressure. Methods for recording the temperature and pressure in the welded parts during impact and plastic deformation were developed. The obtained results allow evaluating the feasibility of joining parts of different thicknesses and heterogeneous combinations of non-ferrous metals during the development of the welding process.
Применение гибридных технологий позволяет повысить производительность процесса сварки за счет снижения расхода сварочных материалов, временных затрат на подготовку свариваемых кромок, снижения тепловложения, а следовательно, вероятности возникновения трещин. Сварку металлов в разнородном сочетании (медь – алюминий) целесообразно осуществлять импульсными процессами при температурах ниже температуры плавления. В Донском государственном техническом университете разработан процесс высоковольтной конденсаторной сварки, сочетающий процессы электроэрозионной очистки при горении электрической дуги между свариваемыми поверхностями, сближения деталей и выплеска расплавленного металла из зоны сварки с последующей пластической деформацией ювенильных поверхностей. Термосиловое воздействие на свариваемые детали реализуется последовательным включением механизма осадки со свариваемыми деталями в разрядную цепь генератора импульсных токов и не превышает 200 мкс. Параметры разрядного контура (индуктивное и активное сопротивление, емкость) подобраны таким образом, чтобы сварка была осуществлена синусоидальным затухающим разрядом и обеспечивала необходимые энергетические параметры процесса (емкость и напряжение батарей конденсаторов), прочностные параметры сварного соединения. Разработана методика измерения температуры на основе регистрации спектрального излучения при горении дуги, позволяющая оценить термическую составляющую процесса сварки. Расчетным путем определены давления: магнитное, создаваемое механизмом осадки, паров расплавленных металлов и давление соударения. Разработаны методики регистрации температуры и давления в свариваемых деталях при соударении и пластической деформации. Полученные результаты позволяют оценить возможность соединения разнотолщинных деталей в разнородном сочетании из цветных металлов при отработке технологического процесса сварки.