аспирант
Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
сотрудник
Брянск, Брянская область, Россия
УДК 621.791.754 Дуговая сварка в среде защитных газов
В статье представлены результаты разработки и изучения составов активирующих флюс-паст на основе традиционных оксидных элементов для аргонодуговой сварки (A-TIG). Основное внимание уделено влиянию состава флюса на ионизацию дуги и отношение глубины проплавления к ширине шва. Проведены эксперименты с различными составами флюс-паст, содержащими плавиковый шпат (CaF₂) и сварочный флюс АН-60, при этом соотношение компонентов в составе паст варьировали. В ходе экспериментов наплавку проводили на стальные платины толщиной 10 мм, марка стали – 09Г2С. Наибольшая глубина проплавления достигнута составами №1 и №2, где глубина проплавления составляла 6,5 мм и 7 мм соответственно. Установлено, что оптимальное содержание плавикового шпата в составе пасты не должно превышать 25%, что позволяет достичь максимальной глубины проплавления. Определены главные ионизаторы сварочной дуги: Si, Ca, Mg и Mn, содержание которых можно повышать или изменять для оптимизации составов паст. На основании результатов исследования было установлено, что разработанные активирующие флюсы могут быть использованы для оптимизации процессов аргонодуговой сварки толстостенных конструкций, а также для обеспечения поверхностного упрочнения сталей взамен традиционных способов ХТО. Цель исследования: разработка и экспериментальные исследования комплексных активирующих флюсов, созданных на базе широко распространенных, не дефицитных компонентов, для повышения глубины проплавления при сварке толстолистовых конструкций стыковыми и нахлесточными соединениями. Задачи исследования: изучение влияния разработанных активирующих флюсов на ионизацию сварочной дуги и глубину проплавления стали 09Г2С при выполнении поверхностной наплавки аргонодуговым способом. Методы исследования. Подготовка исходных компонентов и на их основе активирующих флюс-паст; наплавка аргонодуговым способом на поверхности стальных образцов; подготовка образцов, измерение ширины шва и глубины проплавления металлографическим методом; расчеты степени ионизации компонентов флюс-паст и оценка их влияния на дугу в процессе наплавки. Новизна работы. Применение разработанных составов активирующих флюс-паст для аргонодуговой наплавки/сварки (A-TIG) толстостенных сталей. Увеличение глубины проплавления и сужение ширины шва при активной ионизации дуги. Применение составов активирующих флюсов как базовый компонент флюс-паст для поверхностного упрочнения сталей. Результаты исследования. Активирующие флюс-пасты составов №1 и №2 показали наилучшие результаты проплавления, при их использовании была достигнута наибольшая глубина проплавления 6,5-7 мм, что в 1,5-1,8 раз выше, чем без применения активирующих флюсов. При изучении составов флюсов было определено оптимальное содержание компонентов, где CaF2 суммарно не должно превышать 25%. Дефекты в макроструктуре при наплавке не обнаружены. Вывод: Составы активирующих флюс-паст №1 и №2 для аргонодугового способа наплавки/сварки (A-TIG) обеспечивают увеличение глубины проплавления стальных образцов, рекомендованы для дальнейшего применения в составах флюс-паст для поверхностного упрочнения сталей и дальнейшей модификации химического состава.
флюс, глубина, проплавление, сталь, наплавка, паста, плавиковый шпат, макроструктура
1. Украинцев А.Л., Макаренко К.В. Анализ ионизации сварочной дуги компонентами активирующих флюсов при применении технологии A-TIG // Новые горизонты: сборник материалов и докладов XII научно-практической конференции с международным участием. Брянск: БГТУ, 2025. С. 717-722.
2. Украинцев, А. Л. Разработка состава активирующего флюса на базе традиционных оксидных элементов для технологии A-TIG / А. Л. Украинцев, К. В. Макаренко // Новые горизонты: сборник материалов и докладов X научно-практической конференции с международным участием, Брянск, 14 апреля 2023 года. – Брянск: Брянский государственный технический университет, 2023. С. 321-324. EDN ROCABD.
3. Паршин С.Г. Технология сварки. Сварка плавлением. Технология сварки высоколегированных сталей / С.Г. Паршин. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2015. 102 с.
4. Кузьменко В.Г., Токарев В.С., Галинич В.И, Сокольский В.Э., Казимиров В.П., Выбор составов сварочных флюсов с учетом структурных характеристик их расплавов / Автоматическая сварка. 2002. № 10. С.24-29.
5. Исследование энергоэффективности процесса А-ТИГ сварки нержавеющих сталей с использованием индивидуальных флюсов-оксидов. Саидов Р.М., Куш М., Майр П., Хоефер К., Хуанг Й., Комилова Д.Р. Computational Nanotechnology. 2017. № 3. С. 36-44.
6. Ющенко, К. А. Применение активаторов при дуговой сварке вольфрамовым электродом в инертных газах сталей и сплавов / К. А. Ющенко, Д. В. Коваленко, И. В. Коваленко // Автоматическая сварка. 2001. № 7.
7. Макаренко, К. В. Науглероживание поверхности стальных деталей с использованием паст по аргонодуговой технологии / К. В. Макаренко, А. Л. Украинцев // Технологическое обеспечение и повышение качества изделий машиностроения и авиакосмической отрасли : сборник научных статей 14-ой международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Брянской научной школы технологов-машиностроителей, Брянск, 05–07 октября 2022 года. Брянск: Брянский государственный технический университет, 2022. С. 218-222. EDN MHDYOH.
8. Новый способ науглероживания поверхности стальных изделий с использованием специальной пасты методом аргонодуговой наплавки / К. В. Макаренко, А. В. Вдовин, А. Л. Украинцев [и др.] // Транспортное машиностроение. 2025. № 6(42). С. 62-76. DOIhttps://doi.org/10.30987/2782-5957-2025-6-62-76. EDN AWNSBM.
9. Красиков, П.П. Исследование формирования корневых швов при сварке в защитных газах с применением флюсовых паст: дис. канд. техн. наук 2.5.8 Сварка, родственные процессы и технологии (технические науки) / Волгоградский государственный технический университет. Волгоград, 2022. 169 с.
10. Исследование анализа физико-химических свойств флюсов-оксидов на флюсы сварных швов нержавеющих сталей / Саидов Р.М., Куш М., Майр П., Хоефер К. и др. // Вычислительные нанотехнологии, №4, 2016, 10-20 с.
11. Рябцев, И.А. Теория и практика наплавочных работ / И.А. Рябцев, И.К. Сенченков. К.: «Екотехнологiя», 2013. 400 с.
12. Haynes, W.M. (Ed.). (2012). CRC Handbook of Chemistry and Physics (93th ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/b12286.
13. Исследование энергоэффективности процесса а-тиг сварки нержавеющих сталей с использованием индивидуальных флюсов-оксидов / Р. М. Саидов, М. Куш, П. Майр [и др.] // Computational Nanotechnology. 2017. № 3. С. 36-44. EDN ZIFSQR.
14. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник: Справ. изд./ Под ред. А.А. Потехина и А.И. Ефимова. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1991. 432 с. ISBN 5–7245–0703–X.
15. Патент № 2755912 C1 Российская Федерация, МПК B23K 35/36. Науглероживающая паста для наплавки : № 2021103164 : заявл. 09.02.2021 : опубл. 22.09.2021 / К. В. Макаренко, Д. Н. Савинов, А. В. Вдовин ; заявитель ФГБОУ «Брянский государственный технический университет». EDN AIHIZF.
16. Плазменно-электролитическое модифицирование поверхности металлов и сплавов. В 2-х т. Т. I. / И.В. Суминов, П.Н. Белкин, А.В. Эпельфельд, В.Б. Людин, Б.Л. Крит, A.M. Борисов // Под общей редакцией И.В. Суминова. М.: Техносфера, 2011. 464 c.
