Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 83 МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ УДК 621.791.03 МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСТЕЧЕНИЯ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ ИЗ СОПЛА ПРИ СВАРКЕ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ С ТРАДИЦИОННОЙ И ДВУХСТРУЙНОЙ ГАЗОВОЙ ЗАЩИТОЙ Д.А. ЧИНАХОВ, канд. техн. наук, доцент, А.В. ВОРОБЬЕВ, канд. техн. наук, А.А. ТОМЧИК, аспирант ( Юргинский технологический институт ( филиал ) Томского политехнического университета, г. Юрга ) Статья поступила 19 сентября 2011 года Чинахов Д.А. – 652055, г.Юрга, ул. Ленинградская, 26, Юргинский технологический институт (филиал) национального исследовательского Томского политехнического университета, е-mail: chinakhov@tpu.ru Управление процессами при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов является одной из основных задач сварочного производства. В работе показано, что при определенных условиях (двухструйная газовая защита в среде активных газов) на каплю электродного металла существенное влияние оказывает сила струи защитного газа. Приведены результаты моделирования истечения защитного газа из традицион- ного и двухструйного сварочного сопла. Ключевые слова: сварочное сопло, моделирование, истечение газа, сила действия струи защитного газа. Сварочные процессы быстро протекают по сложным физико-химическим законам при вы- сокой температуре. Совокупность различных факторов и явлений определяет качество свар- ных соединений. Особенно сильно это влияние сказывается при сварке сталей, склонных к за- калке. На формирование структуры и фазового состояния металла влияет его химический со- став и условия теплового воздействия, завися- щие при прочих равных условиях от режима и условий сварки [1–9]. Основная роль при формировании свойств сварных соединений отводится процессам, проте- кающим в капле расплавленного электродного ме- талла и в металле сварочной ванны [1, 2, 3, 10]. При сварке плавящимся электродом в струй- ной газовой защите при определенных услови- ях, кроме основных сил (сила давления потоков плазмы дуги, сила поверхностного натяжения, реактивная сила испаряющегося металла и вы- деления газа, сила тяжести, электродинами- ческая сила) на каплю электродного металла существенное влияние оказывает сила струи защитного газа [2, 8, 9]. Значительное влияние этой силы отмечено при двухструйной газовой защите в СО 2 [9]. Сила действия струи защитного газа F сг на- правлена вдоль электрода к свариваемому изде- лию и способствует позиционированию капли вдоль оси электрода. Для понимания направления движения пото- ков защитного газа СО 2 , оценки изменения его скорости и давления с удалением от среза сопла провели моделирование истечения газовых по- токов из сварочного сопла при сварке плавящим- ся электродом с традиционной и двухструйной газовой защитой. Для моделирования использо- вали программный комплекс FLUENT, предна- значенный для расчета задач газо- и гидродина- мики.