Морозов Валерий Петрович

Существование колебательного механизма затвердевания металла сварной ванны в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, характерно для разных металлов и сплавов. Установлено, что при воздействии тепла от внешнего периодически действующего  источника с частотой соответствующей собственной частоте кристаллизации металла шва создаются условия резонанса, которые способствуют измельчению литой структуры шва и зоны термического влияния. Мелкозернистая структура сварного соединения, полученная за счёт эффективного управления колебательным механизмом перемещения фронта кристаллизации, позволяет существенно повысить сопротивляемость образованию горячих трещин и, вероятно, холодных трещин за счёт изменения условий структурных превращений, недостижимых при обычной сварке. Частота внешнего воздействия, создающая условия параметрического резонанса, может иметь несколько значений в соответствии с теорией колебаний.

Существование колебательного механизма затвердевания металла сварной ванны в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, характерно для разных металлов и сплавов.Периодичность процесса кристаллизации технически чистых металлов связана с колебаниями температуры при выделении скрытого тепла кристаллизации на межфазной границы.Частотный механизм выделения скрытого тепла сочетается с механизмом возникновения концентрационного переохлаждения и представляет собой значительную сложность, включая не только  неравновесные условия охлаждения, но и периодичность.Возможность влияния внешних тепловых колебаний на частоту выделения тепла при сварке чистых металлов и сплавов различных систем позволяет расширить возможности структурообразования.Установлено, что при воздействии тепла от внешнего периодически действующего  источника с частотой соответствующей собственной частоте кристаллизации металла шва создаются условия резонанса, которые способствуют росту глубины проплавления, интервалу температурных колебаний, а также измельчению литой структуры металла шва.

 Процесс плавления металла при сварке с последующей его кристаллизацией характеризуется рядом особенностей. Переход жидкого расплава в твёрдое состояние происходит одномоментно на межфазной границе в так называемой зародышевой зоне.Именно в зародышевой зоне возникает колебательный механизм при кристаллизации, который рассматривается в рамках феноменологической модели.            Моделирование динамики движения частиц в простых жидкостях подтверждает переход частиц из хаотического состояния в упорядоченное с предварительным образованием кластеров из нескольких частиц. Механизм послойного поэтапного перехода частиц осуществляется при установлении определённого частотного режима неустойчивого равновесия или срыва. Используя внешний источник колебаний с синхронной процессу кристаллизации частотой, можно управлять формированием структуры, создавая условия резонанса. Это позволит добиться существенного улучшения свойств сварного соединения за счёт измельчения литой структуры металла шва.

Существование колебательного механизма затвердевания металла сварной ванны в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, характерно для разных металлов и сплавов. Периодичность процесса кристаллизации металла связана с колебаниями скорости кристаллизации межфазной границы при её передвижении с ускорениями и последующими замедлениями и даже остановкой.Установлено, что при воздействии тепла от внешнего периодически действующего  источника с частотой соответствующей собственной частоте кристаллизации металла шва создаются условия резонанса, которые способствуют не только измельчению литой структуры металла шва и ЗТВ, но и вызывает рост влияния теплопроводностного  механизма.                 Мелкозернистая структура сварного соединения, полученная за счёт эффективного управления колебательным механизмом перемещения фронта кристаллизации, позволяет существенно повысить сопротивляемость образованию горячих трещин за счёт периодических изменений температуры в зародышевой зоне, переохлаждения жидкого металла и последующих изменений темпа внутренних усадочных деформаций в температурном интервале хрупкости.

                 Процесс кристаллизации металла ванны после непрерывной сварки характеризуется рядом физико-химических закономерностей, которые носят  общий характер вне зависимости от режима воздействия источника нагрева. Существование колебательного механизма затвердевания металла сварной ванны в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, характерно для разных металлов и сплавов. Установлено, что при воздействии тепла от внешнего периодически действующего  источника с частотой соответствующей собственной частоте кристаллизации металла шва создаются условия резонанса, которые способствуют измельчению литой структуры шва и зоны термического влияния.                 Мелкозернистая структура сварного соединения, полученная за счёт эффективного управления колебательным механизмом перемещения фронта кристаллизации, позволяет существенно повысить сопротивляемость образованию горячих трещин и, вероятно, холодных трещин за счёт изменения условий структурных превращений, недостижимых при обычной сварке.

Существование колебательного механизма затвердевания металла сварной ванны в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, характерно для разных металлов и сплавов.                 Вне зависимости от режима воздействия источника нагрева ряд физико-химических закономерностей, связанных с наследственностью свойств металла в жидком состоянии, тесно связаны с переходом не только на микроуровень, но и на макромасштабные размеры элементов структуры сварного шва при его формировании. Периодичность процесса кристаллизации металла связана с колебаниями скорости кристаллизации межфазной границы при её передвижении с ускорениями и последующими замедлениями и даже остановкой.Установлено, что при воздействии тепла от внешнего периодически действующего  источника с частотой соответствующей собственной частоте кристаллизации металла шва создаются условия резонанса, которые способствуют измельчению литой структуры сварного соединения.                 Мелкозернистая структура сварного соединения, полученная за счёт эффективного управления колебательным механизмом перемещения фронта кристаллизации, позволяет существенно повысить сопротивляемость образованию горячих трещин за счёт периодических изменений температуры в зародышевой зоне, переохлаждения жидкого металла и последующих изменений темпа внутренних усадочных деформаций в температурном интервале хрупкости.

Процесс кристаллизации металла ванны после импульсной сварки характеризуется рядом физико-химических закономерностей, которые носят  общий характер вне зависимости от режима воздействия источника нагрева. Экспериментально подтверждено существование колебательного механизма затвердевания металла сварной точки в виде формирования периодически повторяющихся изотерм кристаллизации, имеющих различную плотность. Установлено, что собственная частота кристаллизации металла сварной точки остаётся постоянной величиной при перемещении от линии сплавления к центру ванны. Различная плотность изотерм позволяет судить о характере изменения объёмной скорости кристаллизации, которая по данным ряда исследователей может совпадать с линейной скоростью перемещения межфазной границы или носить отличную тенденцию.  Учёт теплопроводности металла, которая нелинейно изменяется при росте температуры, позволяет объяснить изменяющуюся плотность изотерм кристаллизации.                Возможность регулирования частоты затвердевания позволяет эффективно управлять колебательным механизмом перемещения межфазной границы, доминирующую роль в котором играют внутренние причины периодичности. Достижение резонансных условий при совпадении частоты действия дугового источника и собственной частоты кристаллизации свариваемого металла, позволит добиться существенного улучшения технологической прочности сварного соединения за счёт измельчения литой структуры металла шва

Процесс плавления металла при сварке с последующей его кристаллизацией характеризуется рядом особенностей. Переход жидкого расплава в твёрдое состояние, происходящий на межфазной границе в так называемой зародышевой зоне, имеет ряд физико-химических закономерностей.                 Ряд экспериментально полученных фактов позволяет реально свидетельствовать о существовании, возникающего металла сварного шва. Именно в зародышевой зоне, где возникает колебательный механизм при кристаллизации, берут начало многие процессы, влияющие на формирование микроструктуры шва, механические свойства сварного соединения и особенно свойства технологической прочности, определяющие надёжность работы сварного изделия в целом.                 Возможность управления колебательным механизмом сложного и неоднозначного процесса затвердевания, доминирующую роль в котором играют внутренние причины периодичности, позволит добиться существенного улучшения свойств сварного соединения за счёт измельчения литой структуры металла шва.                 Моделирование динамики движения частиц в простых жидкостях подтверждает переход частиц из хаотического состояния в упорядоченное с предварительным образованием кластеров из нескольких частиц.                 Механизм послойного поэтапного перехода частиц осуществляется при установлении определённого частотного режима неустойчивого равновесия или срыва. Используя внешний источник колебаний с синхронной процессу кристаллизации частотой, можно управлять формированием структуры, создавая условия резонанса.