445020, Russia, Togliatti, Belorusskaya Street, 14.
The modern software systems simulating the welding process do not cover all its specific features. For example, they are too cumbersome to be applied in the penetration automatic regulation according to the mathematical model. For this purpose, the authors proposed using a mathematical model of heat distribution within the parts from a normal circular heat source acting on the flat layer surface. The coefficients of such a model should be determined by the experiments close to the data of a problem to be solved (the reduction method). The paper presents the results of hanging surfacing of spots on the 12H18N10T high-alloy steel plate of 4 mm thick. To record in time the welding arc current in argon medium with the non-consumable electrodes, the authors used the recorder. The relative deviations of the spots’ diameters from the average value were checked for the compliance with the normal distribution law. It is determined that the deviations of the spots’ shape from the circle do not meet this law. The average diameters of the obtained spots were used to predict the penetration depth, which was determined by macrosections with the 20 amplification. In this case, the authors used several values of axial heat flux of the heat source: 2800, 3500 and 4200 W/cm2. The values of thermal diffusivity were taken from literature data averaged
Современные программные комплексы, моделирующие процесс сварки, не охватывают всей ее специфики. Например, они слишком громоздки для применения при автоматическом регулировании провара по математической модели. Для этой цели предлагается использовать математическую модель распространения тепла в деталях от нормально-кругового источника тепла, действующего на поверхности плоского слоя. Коэффициенты такой модели должны определяться по экспериментам, приближенным к условиям решаемой задачи (метод приведения). Представлены результаты наплавки точек на пластине из высоколегированной стали 12Х18Н10Т толщиной 4 мм на весу. Для записи во времени тока сварочной дуги в среде аргона с неплавящимися электродами использовали регистратор. Относительные отклонения диаметров точек от среднего значения проверяли на соответствие закону нормального распределения. Установлено, что отклонения формы точек от окружности не отвечают этому закону. По средним диаметрам полученных точек проводили прогнозирования глубины провара, которую определяли по макрошлифам с увеличением 20. При этом использовали несколько значений осевого теплового потока источника тепла: 2800, 3500 и 4200 Вт/см2. Значение коэффициента температуропроводности принималось по литературным данным усредненным а=0,04 см2/с. По диаметрам точек рассчитывали эффективную мощность сварочной дуги и удельную эффективную мощность на 1 А сварочного тока. По средней удельной мощности рассчитывали глубину проплавления точек. Наилучшая сходимость расчетных и опытных данных получена при осевом тепловом потоке 2800 Вт/см2 и составляет в среднем около 5 % по абсолютной величине. Аналогичные результаты получены при прогнозировании диаметров точек по глубине провара. Таким образом, разработана методика определения трех коэффициентов модели для использования их при автоматическом регулировании процесса сварки.