Ученые построили математическую модель для подбора оптимальных параметров сварки

Фото: www.susu.ru

Международная команда ученых работает над улучшением качества сварочных швов при сварке атмосферостойкой стали. Ученые ЮУрГУ выявили параметры, влияющие на качество сварки, взаимосвязь характеристик технологического процесса и качественных характеристик сварочного шва. На основе полученных в ходе исследования данных была построена математическая модель для подбора оптимальных параметров. Исследование опубликовано в высокорейтинговом научном журнале (Q1). 

Атмосферостойкая сталь относится к классу высокопрочных низколегированных сталей с низким содержанием углерода и небольшим количеством других легирующих элементов (алюминий, титан, медь и т. д.). Старший научный сотрудник  кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» ЮУрГУ, Ph.D. в области машиностроения, доцент Школы механической инженерии и машиностроения Университета Линьи (Китай) Чжао Давэй работает над способами улучшения качества сварки атмосферостойкой стали.

« Эти стали имеют превосходное сочетание таких качеств как прочность, пластичность, формуемость и свариваемость. Кроме того, этот материал может обеспечить повышенную атмосферную коррозионную стойкость. Атмосферостойкие стали используются при строительстве нефтепроводов, мостов, кораблей, зданий. Качество сварки атмосферостойкой стали A606 очень важно при производстве ответственных сварных конструкций, таких как котлы, резервуары и нефтепроводы », - поясняет ученый.

Исследование проходило в лаборатории кафедры, ученые ЮУрГУ пробовали сочетание разных параметров сварки и после этого оценивали качество сварного шва.  На основе полученных в ходе исследования данных была построена математическая модель, которая позволяет выбирать оптимальные параметры сварки на производстве, повышая таким образом качество сварки.

« Мы исследовали влияние отдельных переменных параметров сварки (скорость сварки, сварочный ток и скорость подачи проволоки) на геометрию наплавленного валика и его свойства при растяжении. В рамках исследования были выявлены характеристики микроструктуры при различных технологических параметрах сварки и проанализировали корреляцию между параметрами сварки и показателями ее качества. После расчёта оптимальных параметров сварки мы выполнили валидацию для получения качественных сварных соединений. При оптимальных параметрах сварки качество сварных соединений возрастает », -  говорит Чжао Давэй.

Различные параметры сварки, например, напряжение, скорость сварки, сварочный ток, защитный газ, скорость подачи проволоки, её тип и диаметр влияют на физико-механические характеристики сварных соединений. Неправильные параметры сварки могут привести к неизбежным дефектам, что отрицательно сказывается на качестве сварки.

Этот проект начался в 2021 году, согласно п редыдущей исследовательской работе , тепловложение при сварке оказывает сильное влияние на ее качество и определяется параметрами сварочного процесса.

Южно-Уральский государственный университет   – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ), который призван решить задачи национального проекта «Наука и университеты».