Причини дестабілізації процесу електрошлакового наплавлення у стаціонарному струмопідвідному кристалізаторі

Володимир  Соловйов; Ірина  Романова

doi:10.25140/2411-5363-2025-3(41)-390-400

Автор(и)

Володимир Соловйов Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0002-1454-7520
Ірина Романова Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-7154-1830

DOI:

https://doi.org/10.25140/2411-5363-2025-3(41)-390-400

Ключові слова:

стаціонарний струмопідвідний кристалізатор; механізм саморегулювання; мультифізичне моделювання; електрошлакове наплавлення; стабілізація електрошлакового процесу

Анотація

Розглянуто процес електрошлакового наплавлення у струмопідвідному кристалізаторі стаціонарного типу зі схемою під’єднання до джерела живлення, за якої клема живлення струмопідвідної секції кристалізатора з’єднана з клемою піддона. Таке під’єднання кристалізатора до джерела живлення забезпечує високу продуктивність процесу наплавлення. Однак навіть за підтримки постійної швидкості подачі електрода у шлакову ванну спостерігаються значні коливання струму електрода. Амплітуда цих коливань досягає майже 50 % максимального значення струму з періодичністю 10…25 с. Це свідчить про суттєві коливання температури шлакової ванни у процесі наплавлення. Такі коливання можуть призвести до небажаних змін фізико-механічних і структурних властивостей наплавленого металу. Проаналізовано причини виникнення подібних коливань. Наводяться способи їх зменшення та підвищення стабільності процесу наплавлення.

Посилання

Волошкевич, Г.З. (1962). Стабилизация электрошлакового процесса. Автоматиче-ская сварка, 4, 1-5.

Zhang, L., Wen, T., Chen, W. et al. (2021). Mathematical modeling on the initial melting of the consumable electrode during electroslag remelting process. Metall. Mater. Trans., 52, 4033-4045. https://doi.org/10.1007/s11663-021-02318-z.

Dong, Yw., Jiang, Zh., & Li, Zb. (2007). Mathematical model for electroslag remelting process. Journal Iron Steel Res. Int., 14, 7-12. https://doi.org/10.1016/S1006-706X(08)60042-4.

Weber, V., Jardy, A., Dussoubs, B. et al. (2009). A comprehensive model of the electroslag remelting process: description and validation. Metall. Mater. Trans., 40, 271-280. https://doi.org/10.1007/s11663-008-9208-9.

Wang, Q., Qi, F., Wang, F. et al. (2015). Numerical investigation on electromagnetism and heat transfer in electroslag remelting process with triple-electrode. Int. Journal Precis. Eng. Manuf., 16, 2467-2474. https://doi.org/10.1007/s12541-015-0317-5.

Wang, Q., He, Z., Li, B. et al. (2014). A general coupled mathematical model of electromagnetic phenomena, two-phase flow, and heat transfer in electroslag remelting process including conducting in the mold. Metall. Mater. Trans., 45, 2425-2441. https://doi.org/10.1007/s11663-014-0158-0.

Zhang, J., Li, J., & Shi, Cb. (2021). Numerical analysis of role of melting rate on electroslag remelting continuous directional solidification of a die steel. Journal Iron Steel Res. Int., 28, 1617-1624. https://doi.org/10.1007/s42243-021-00720-0.

Кусков, Ю.М., Грищенко, Т.И. (2019). Формирование металлической ванны при электрошлаковом процессе в токоподводящем кристаллизаторе. Автоматическая сварка, 4, 42-45. http://dx.doi.org/10.15407/as2019.04.07.

Гориславець, Ю.М., Бондар, О.І., Проскудін, В.М., Кусков, Ю.М., Римар, С.В., & Нетяга А.В. (2022). Вплив струмопідводу на електромагнітні процеси в кристалізаторі для електрошлакового наплавлення металу. Праці ІЕД НАН України, 62, 19-24. https://doi.org/10.15407/ publishing2022.62.019.

Кусков, Ю.М., Соловьев, В.Г., & Жданов, В.А. (2017). Торцевая электрошлаковая наплавка электродом большого сечения в токоподводящем кристаллизаторе. Автомати-ческая сварка, 12, 40-45. https://doi.org/10.15407/as2017.12.05.

Медовар, Б. И. (ред.) (1976). Электрошлаковые печи. Наукова думка.

Патон, Б. Е. (Ред.). (1980). Электрошлаковая сварка и наплавка. Машиностроение.

Соловйов, В.Г., Кусков, Ю.М., & Романова, І.Ю. (2024). Оптимізація форми металевої ванни при електрошлаковому наплавленні в стаціонарному струмопідвідному кристалізаторі для отримання біметалевих виробів. Автоматичне зварювання, 3, 49-58. https://doi.org/10.37434/ as2024.03.07.