Особенности тепловых и гидродинамических процессов при сварке ТИГ и А-ТИГ нержавеющей стали

Abstract

На основе расчетных и экспериментальных данных проведен анализ распределения температуры на поверхности сварочной ванны при сварке ТИГ и А-ТИГ стационарной и подвижной дугой нержавеющей стали. Показано, что при сварке ТИГ и А-ТИГ распределение температуры поверхности сварочной ванны выше температуры кипения имеет характерную площадку, размеры которой соизмеримы с размерами анодного пятна дуги. При этом максимальная температура и размеры этой площадки несколько меньше при сварке А-ТИГ. Обсуждены проблемы математического описания и моделирования конвекции Марангони при сварке А-ТИГ, развивающейся по термокапиллярным и концентрационно-капиллярным механизмам. В сварочной ванне могут образовываться два циркуляционных потока, в результате взаимодействия которых возникает течение расплава, направленное вглубь сварочной ванны.

Calculation and experimental data were used to conduct analysis of temperature distribution on weld pool surface in TIG and A-TIG welding of stainless steel by stationary and moving arc. It is shown that in TIG and A-TIG welding the temperature distribution of weld pool surface is above the boiling temperature and has a characteristic «platform, the dimensions of which are commensurate with those of the arc anode spot. The maximum temperature and dimensions of this «platform» are somewhat smaller in A-TIG welding. Problems of mathematical description and simulation of Marangoni convection in A-TIG welding, developing by thermocapillary and concentration-capillary mechanisms, are discussed. Two circulation flows can form in the weld pool, their interaction giving rise to melt flow directed in-depth of the weld pool.