Цифровое моделирование и технология сварки конструкций в условиях Арктики и Крайнего Севера

В работе разработана методика цифрового моделирования газодинамических характеристик защитной газовой струи, приводящих к снижению эффективности газовой защиты, с применением программы ANSYS. Установлено, что цифровое моделирование газодинамических характеристик истечения защитного газа на границе сварочной дуги и аэродинамических параметров рабочей поверхности сопла сварочной горелки играет важную роль при разработке технологии сварки конструкций в условиях Арктики и Крайнего Севера. В работе определены этапы решения проблемы свариваемости, обеспечения необходимого уровня ударной вязкости при низких температурах, снижения чувствительности к холодным трещинам хладостойких сталей с прочностью более 600 МПа. Установлено, что основным способом сварки сталей с высокой прочностью является дуговая сварка в среде защитных газов, которая обеспечивает низкий уровень диффузионного водорода, однако, возмущающие факторы, в частности, ветер деформирует сварочную дугу и слой защитного газа, поэтому азот и кислород воздуха активно насыщает сварочную ванну, снижает пластичность шва и способствует появлению холодных трещин. Модернизирован универсальный стенд для моделирования процесса сварки при различных возмущающих факторах. Установлена связь газовой защиты при сварке с постоянно изменяющимися возмущающими факторами, такими как ветровая нагрузка, положение горелки, геометрия поверхности сопла и наконечника горелки. Получены оригинальные результаты при цифровом моделировании истечения защитной газовой струи в зависимости от конструкции сопла и мундштука сварочной горелки. Обобщены результаты по газовой защите хладостойких сталей при сварке конструкций, работающих в условиях Арктики и Крайнего Севера, и предложено использование полученных результатов при разработке технологии сварки и комплекта специализированного оборудования с адаптивной системой управления.