ДОСЛІДЖЕННЯ СТАБІЛЬНОСТІ ПРОЦЕСУ ПЕРЕНОСУ ЕЛЕКТРОДНОГО МЕТАЛУ ТА ФОРМОУТВОРЕННЯ ШВІВ ПРИ ПІДВОДНОМУ РУЧНОМУ ДУГОВОМУ ЗВАРЮВАННІ

Ю. Ярос; І. Бойко; С. Максимов

doi:10.15407/scine22.02.075

Автор(и)

Ю. Ярос Херсонський навчально-науковий інститут Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова https://orcid.org/0000-0002-5274-3514
І. Бойко ТОВ «Технічний університет “МЕТІНВЕСТ ПОЛІТЕХНІКА”» https://orcid.org/0000-0001-7742-4694
С. Максимов Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0002-5788-0753

DOI:

https://doi.org/10.15407/scine22.02.075

Ключові слова:

підводне мокре зварювання, перенос електродного металу, параметри режиму зварювання, осцилограми процесу зварювання, «трикутність» зварних швів, стабільність процесу зварювання.

Анотація

Вступ. Підводне зварювання — це унікальний спосіб з’єднання металів під водою, але умови роботи водолаза-зварювальника надважкі, а налаштування оптимального для якості шва режиму зварювання ускладнено низкою специфічних чинників процесу. Окрім цього не кожен фахівець може оцінити якість зварювання органолептично.
Проблематика. За умов роботи зварювальний струм, напруга та погонна енергія мають особливості впливу на стабільність дуги, формування і забрудненість металу зварного шва неметалевими включеннями. Порушення балансу параметрів режиму зварювання може привести до збільшення кількості дефектів шва та погіршенню його формоутворення.

Мета. Дослідження переносу електродного металу, формоутворення швів, стабільності процесу підводного мокрого ручного дугового зварювання та визначення мінімальних зварювальних режимів, необхідних для забезпечення стабільності процесу та якості шва.
Матеріали й методи. Дослідження проведено за допомогою установки плавлення електроду типу УПЕ
500, з використанням спеціалізованого джерела живлення для підводного зварювання НМ 1000П та спеціального обладнання, що забезпечує можливість зварювання під водою. Фіксування показників зварювального струму та напруги на дузі виконано за допомогою осцилографа та програмного забезпечення
PicoScope, що дозволило отримати й математично обробити статистичні дані про електричні параметри
процесу зварювання. Форми швів оцінено за допомогою темплетів, їх підготовки, протравлювання та подальшому дослідженні (×100).
Результати. Для досягнення гарантованої технологічної стабільності в реальних умовах зварювання
рекомендовано нижню межу з більш високими показниками (200 А, 27 В), а дотримання рекомендованих параметрів режиму зварювання дозволяє покращити якість формування швів, уникнути «трикутності» швів при підводному мокрому зварюванні та зменшити забрудненість металу шва неметалевими включеннями приблизно вдвічі.
Висновки. Результати досліджень можуть бути використані при налаштуванні режимів підводного
зварювання у складних умовах

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Karalis, D. G., Papazoglou, V. J., Pantelis, D. I. (2009). Mechanical response of thin SMAW arc welded structures: Experimental and numerical investigation. Theor. Appl. Fract. Mech., 51, 87—94. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2009.04.004

Hancock, R. (2003). Underwater Welding In Nuclear Power Plants. Welding Journal, 9, 48—49.

Chen, X., Kitane, Y., Itoh, Y. (2011). Compression behaviors of thickness-reduced steel pipes repaired with underwater welds. Procedia Eng., 14, 2699—2706. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.07.339

Zhang, X., Deng, C., Wang, D., Wang, Z., Teng, J., Cao, J., Xu, W., Yang, F. (2016). Improving bonding quality of underwater friction stitch welds by selecting appropriate plug material and welding parameters and op timizing joint design. Mater. Des., 91, 398—410. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.11.114

Keats, D. J. (2009). Underwater wet welding made simple: Benefits of hammerheads? Wet-spot welding process. Underw. Technol., 28, 115—127. https://doi.org/10.3723/ut.28.115

Karthik, G., Karuppuswamy, P., Amarnath, V. (2014). Comparative evaluation of mechanical properties and micro structural characteristics of 304 Stainless Steel weldments in TIG and SMAW welding processes. Int. J. Curr. Eng. Technol., 2, 200—206. https://doi.org/10.14741/ijcet/spl.2.2014.36

Guo, N., Xu, C., Du, Y., Wang, M., Feng, J., Deng, Z., Tang, D. (2016). Effect of boric acid concentration on the arc stability in underwater wet welding. J. Mater. Process. Technol., 229, 244—252. https://doi.org/10.1016/j. jmatprotec.2015.09.028

Vasiliev, D., Maksimov, S., Fadeeva, G., Radzievska, A. (2024). The influence of gas-slag components of electrode materials on the stability of the arc combustion process during wet underwater welding. Materials Ⅰ of the International Scientific and Technical Conference “Applied Mechanics” (June 6—7, 2024), 84—87 [in Ukrainian].

Moreno-Uribe, A. M., Vaccari, L., Bracarense, A .Q., Maier, H. J., Hassel, T. (2024). Operational performance and metal droplet formation in pulsed-shielded metal arc underwater welding. Archiv. Civ. Mech. Eng., 24, 94. https://doi.org/10.1007/s43452-024-00916-7

Goliakevich, A. A., Orlov, L. N., Maximov, S. Y. (2019). Features of the welding process with metal-powder wire brand TM5-MK. Automatic welding, 6, 60—64. https://doi.org/10.15407/tpwj2019.06.10 [in Russian].

Kostin, O. M., Yaros, O. O., Yaros, Yu. O., Savenko, O. (2021). UPE-500 complex for determining the welding and technological characteristics of coated electrodes. Automatic welding, 8, 47—52. https://doi.org/10.37434/tpwj2021.08.07 [in Ukrainian].

Kakhovsky, N. J., Maximov, S. J., Fadeev, G. V. (2014). Subsea welding of NPP elements. Nuclear plant in the Russian Federation, 4, 41—45. URL: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97637 (Last accessed: 20.10.2025) [in Russian].

Yi, J., Cao, S. F., Li, L. X., Guo, P. C., Liu, K. Y. (2015). Effect of welding current on morphology and microstructure of Al alloy T-joint in double-pulsed MIG welding. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 25, 3204—3211. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(15)63953-X

Vaz, C. T., Bracarense, A. Q., Felizardo, I., Pessoa, E. C. P. (2012). Impermeable low hydrogen covered electrodes: Weld metal, slag, and fumes evaluation. J. Mater. Res. Technol., 1, 64—70. https://doi.org/10.1016/S2238-7854(12)70012-1

Zakowski, K., Darowicki, K., Orlikowski, J., Jazdzewska, A., Krakowiak, S., Gruszka, M., Banas, J. (2016). Electrolytic corrosion of water pipeline system in the remote distance from stray currents — Case study. Case Stud. Constr. Mater., 4, 116—124. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2016.03.002

Kim, S. T., Jang, S. H., Lee, I. S., Park, Y. S. (2011). Effects of solution heat-treatment and nitrogen in shielding gas on the resistance to pitting corrosion of hyper duplex stainless steel welds. Corros. Sci., 53, 1939—1947. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2011.02.013

Jones, K., Hoeppner, D. W. (2009). The interaction between pitting corrosion, grain boundaries, and constituent particles during corrosion fatigue of 7075-T6 aluminum alloy. Int. J. Fatigue, 31, 686—692. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2008.03.016

Messler, W. R. (2004). Principles of Welding: Processes, Physics, Chemistry, and Metallurgy. Wiley: Hoboken, NJ, USA.

Nam, N. D., Dai, L. T., Mathesh, M., Bian, M. Z., Thu, V. T. H. (2016). Role of friction stir welding — Traveling speed in enhancing the corrosion resistance of aluminum alloy. Mater. Chem. Phys, 173, 7—11. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.02.004