Features of the formation of temperature fields during forced plasma cutting and their effect on the structure of steels
Abstract
В статье выявлены отличительные особенности формирования температурных полей при разделительной плазменной резке. Перечисляются факторы, влияющие на их формирование. Представлены графики распределения температур по толщине разрезаемого листа, изотермы температурных полей для рассматриваемого диапазона температур. Приведены принципы, исходя из которых авторами выполнены соответствующие расчёты и получены математические зависимости. Рассматриваются нюансы, на которые было обращено особое внимание в расчётах.
Выполнен анализ уравнения теплового баланса процесса разделительной резки, описаны члены этого уравнения, и принципы ведения статистики по значимым для составления уравнения баланса факторам. Описаны подходы для определения ширины зоны термического воздействия при плазменной резке сталей и описания происходящих в этой зоне процессов, в частности процессов окисления металла, содержащего различные характерные примеси.
В заключительной части приведены таблицы структур зоны термического влияния и даны технологические рекомендации по плазменной резке конструкционных и инструментальных сталей с рекомендуемыми режимами их термической обработки и рассмотрением некоторых типичных особенностей, характерных для резки некоторых марок сталей.
References
Влияние резки на состав и структуру металла [Электронный ресурс] . – Режим доступа : https://metallicheckiyportal.ru/articles/svarka/gazovaa_rezka/vlianie_rezki_na_sostav_i_strukturu_metalla, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 01.09.2021 г.).
Температурное поле при кислородной резке [Электронный ресурс] . – Режим доступа : https://metallicheckiyportal.ru/articles/svarka/gazovaa_rezka/temperaturnoe_pole_pri_kislorodnoi_rezke, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 05.09.2021 г.).
Основы лазерной и газоплазменной обработки конструкционных сталей: монография/ [Сергеев Н.Н. и др.]; Под ред. профессора Н.Н. Сергеева – Москва; Вологда: Инфра-инженерия, 2020. – 284 с.
Бурмистров Е. Г. Основы сварки и газотермических процессов в судостроении и судо-ремонте : учебн. для ВУЗов. – Санкт-Петербург : Лань, 2020. – 535 с. ISBN 978-5-8114-5234-7.
Температурное поле. Влияние процесса резки ха химический состав, структуру и свой-ства поверхности кромок металла [Электронный ресурс] . – Режим доступа : http:// hssco.ru/temperaturnoe-pole-vliyanie-processa-rezki-na-ximicheskij-sostav-strukturu-i-svojstva-metalla-poverxnosti-kromok/, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 05.10.2021 г.).
Совершенствование технологического оборудования для термической резки заготовок в условиях серийного производства [Электронный ресурс] . – Режим доступа : https://studentlib.com/diplom-232953-sovershenstvovanie_tehnologicheskogo_oborudovaniya_dlya_ termicheskoy_rezki_zagotovok_v_usloviyah_seriynogo_proizvodstva.html, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 05.09.2021 г.).
Газорезчик. Влияние процесса резки на металл поверхности реза [Электронный ресурс] . – Режим доступа : https://tepka.ru/gazorezchik/7.html, свободный. – Загл. с экрана (дата об-ращения 05.09.2021 г.).
Сварочное пламя, его строение и характеристики [Электронный ресурс] . – Режим досту-па : https://extxe.com/9923/svarochnoe-plamja-ego-stroenie-i-harakteristiki/, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 05.09.2021 г.).
Температурное поле при кислородной резке [Электронный ресурс] . – Режим доступа : https://metallicheckiy-portal.ru/articles/svarka/gazovaa_rezka/temperaturnoe_pole_pri_ kislorodnoi_rezke, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 05.09.2021 г.).
Plasma-arc-cutting / https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/plasma-arc-cutting , свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 15.10.2021 г.).
Dross formation and heat transfer during plasma arc cutting / https://www. re-searchgate.net/publication/252898779_Dross_formation_and_heat_transfer_during_plasma_arc_cutting, свободный. – Загл. с экрана (дата обращения 15.10.2021 г.). https://doi.org/10.1088/0022-3727/30/18/011
J. P. Trelles, C. Chazelas, A. Vardelle and J. V. R. Heberlein Arc Plasma Torch Modeling : monograph, 53 p. / https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1301/1301.0650.pdf/.
Masaya Shigeta. Modeling and simulation of a turbulent-like thermal plasma jet for na-nopowder production / IEEJ TRANSACTIONS ON ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING, IEEJ Trans 2019; 14: 16–28, Published online in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com). DOI:10.1002/tee.22761. p.16-27. https://onlinelibrary.wiley.com/ doi/full/10.1002/tee.22761.
Sagar S. Pawar, Dr. K. H. Inamdar FACTORS AFFECTING QUALITY OF PLASMA ARC CUTTING PROCESS: A REVIEW. International Journal of Technologu in Engineering and Escience, Vol. №4, Issue №12, December 2016. p. 177-183. http://www.ijates.com/images/short_pdf/1480951831_1408.pdf.
Robert L. Merlino. Dusty plasmas and applications in space and industry. Transworld Re-search Network 37/661 (2), Fort P.O., Trivandrum-695 023, Kerala, India. p. 73-110. http://homepage. physics.uiowa.edu/~rmerlino/Grabbe_Merlino-Ch_52.pdf.
Isidoro Martinez. Thermal effects on materials. P. 44. http://webserver.dmt.upm.es/~isidoro/ot1/Thermal%20effects%20on%20materials.pdf.
Plasma Module User’s Guide. P. 374. https://doc.comsol.com/5.4/doc/com. com-sol.help.plasma/PlasmaModuleUsersGuide.pdf.
Javier Aldazabal, Antonio Martín-Meizoso, Andrzej Klimpel, Adam Bannister and Sergio Cicero. Mechanical and Microstructural Features of Plasma Cut Edges in a 15 mm Thick S460M Steel Plate. P. 13. https://www.mdpi.com/2075-4701/8/6/447/pdf. https://doi.org/10.3390/met8060447
Copyright (c) 2021 Russian Journal of Water Transport
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
