Разработка принципов наплавки на детали нефтехимического оборудования и металлургического инструмента термо- и износостойких сплавов на основе моделирования процессов их формирования в условиях периодичности теплового воздействия дуги на сварочную ванну (промежуточный, 1 этап)

В рамках первого года выполнения проекта были рассмотрены технологические и тепловые особенности процесса наплавки с периодичными перемещениями дуги по поверхности расплава сварочной ванны колеблющимся электродом, изменение которых дает возможность регулировать подвод тепла к фронту кристаллизации, что определяет скорость охлаждения наплавленного металла и формирование его структурного состояния. Разработана математическая модель наплавки колеблющимся электродом на основе решения нестационарного уравнения теплопроводности с учетом неоднородности химического и фазового состава по объемы металла. Установлено, что доминирующую роль в перераспределении тепла в поперечных направлениях по отношению к направлению сварки играют конвективные потоки расправленного металла, в рамках созданной модели имитируемые увеличением коэффициента теплопроводности (ортотропная среда). Получаемые в исследованном диапазоне режимов наплавки расчетные термические циклы хорошо согласуются с экспериментальными измерениями. Анализ термических циклов наплавки колеблющимся электродом (в виде порошковой проволоки, обеспечивающей низкоуглеродистый низколегированный металл бейнитного класса) позволяет сделать вывод, что при использовании относительно небольшой частоты колебаний 0,7 Гц регулярное перераспределением «горячей» области сварочной ванны при ее перемещениях вслед за дугой в поперечных направлениях достигает скорости, при которой происходит выравнивание градиента температуры по ширине сварочной ванны.