- Научная новизна работы заключается в выявлении и обобщении закономерностей взаимодействия тепловых, магнитных и плазменных потоков при сварке неплавящимся электродом в инертных газах, позволяющих на основе управления катодными процессами, силовым воздействием дугового разряда на свариваемый металл и пространственной устойчивостью дуги значительно расширить технологические возможности процесса, что имеет существенное значение для теории и практики сварочного производства.
- Предложена и верифицирована физическая модель сварочной дуги в инертных газах, учитывающая геометрию рабочего участка неплавящегося электрода, зависимость теплофизических свойств материалов от температуры, взаимодействие магнитного поля, создаваемым электродом, с собственным магнитным полем разряда, а также взаимосвязь этих параметров с силовым воздействием дуги на сварочную ванну.
- Установлено, что конфигурация магнитных полей вокруг электрода оказывает значительное влияние на формирование столба дуги и обуславливает характер распределения давления и теплового потока дуги на сварочную ванну. Показано, что максимальное значение давления дуги зависит от напряженности магнитного поля вблизи катодного пятна и его распределения в пространстве, характеризующегося крутизной нарастания кривой напряженности в плоскости сечения дуги у торца рабочего участка электрода.
- Показано, что путем изменения геометрических параметров рабочего участка неплавящегося электрода можно управлять конфигурацией магнитных полей и плотностью плазменных потоков, вплоть до создания ассиметричных, благодаря чему источник тепла приобретает универсальные характеристики и может быть использован для сварки, наплавки и термообработки.
- Установлено, что формирование несимметричного магнитного поля в при-катодной зоне обуславливает возникновение радиально направленных сил Лоренца, изменяющих распределение удельного теплового потока дуги с кругового на эллиптическое. Формирование в прикатодной зоне области с пониженной напряженностью магнитного поля приводит к отклонению оси дугового разряда в ее направлении, что позволяет компенсировать естественное отставание дуги при сварке на высоких скоростях и обеспечивает переход к режиму горения дуги с диффузным катодным пятном при пониженных плотностях тока.
- Установлено, что давление дуги с сосредоточенным катодным пятном в аргоне характеризуется высокими показателями максимального значения и градиента в центре сварочной ванны. Распределение давления определяется совместным влиянием характера катодных процессов и состава защитного газа. Переход от дуги с сосредоточенным катодным пятном к разряду с диффузным пятном, а также увеличение концентрации гелия в смеси газов снижают силовое воздействие дуги на сварочную ванну в 1,6 ... 3,2 раза, стабилизируя качество формирования шва.
2.Косович, В. А. Оптимизация параметров однофазных сварочных выпрямителей со вспомогательной цепью питания / И. Е. Лапин, А. Н. Потапов, А. В. Савинов // Сварочное производство. – 1996. – № 7. – C. 29 – 30.
3.Лапин, И. Е. Об устойчивости дуги при сварке неплавящимся электродом тонколистового алюминия и его сплавов / И. Е. Лапин, В. А. Косович, А. В. Савинов // Сварочное производство. – 1996. – № 10. – C. 17 –19.
4.Косович, В. А. Выбор формы рабочей зоны неплавящегося электрода для сварки в аргоне дугой постоянного тока / В. А. Косович, И. Е. Лапин, А. В. Савинов // Сварочное производство. – 1997. – № 2. – C. 33 – 35.
5. Косович, В. А. Выбор материала и конструкции неплавящегося электрода при аргоно-дуговой сварке переменным током / В. А. Косович, И. Е. Лапин, А. В. Савинов // Сварочное производство. – 1997. – № 8. – C. 43 – 45.
6. Косович, В. А. Тепловые условия работы неплавящихся электродов при сварке алюминия разнополярными импульсами тока прямоугольной формы / В. А. Косович,И. Е. Лапин, А. В. Савинов, А. Н. Потапов // Сварочное производство. - № 10. – 2000. –C. 3 – 5.
7. Косович, В. А. Статические и динамические вольт-амперные характеристики дугивольфрам – алюминий переменного тока прямоугольной формы / В. А. Косович,И. Е. Лапин, А. Н. Потапов, А. В. Савинов, В. И. Лысак // Автоматическая сварка –№ 10. – 2001. – С. 51 – 56.
8. Лапин, И. Е. Энергетические характеристики дуги переменного тока с прямоугольнойформой импульсов при сварке алюминиевых сплавов / И. Е. Лапин, В. А. Косович,А. Н. Потапов, А. В. Савинов / Сварочное производство. – 2002. – № 10. – С. 3 – 6.
9.Власов, С. Н. Стойкость неплавящихся электродов различных конструкций при сварке малоамперной дугой в гелии / С. Н. Власов, И. Е. Лапин, А. В. Савинов, В. И. Лысак // Сварочное производство. – 2004. – № 7. – С. 46 –49.
10.Лапин, И. Е. Стойкость и технологические свойства неплавящихся электродов при сварке алюминиевых сплавов дугой переменного тока с прямоугольной формой импульсов / И. Е. Лапин, А. В. Савинов, А. Н. Потапов, В. И. Атаманюк, В. И. Лысак // Сварочное производство. – 2005. – № 1. – С. 4 –7.
11.Атаманюк, В. И. Моделирование нагрева неплавящихся электродов с учетов катодных процессов / В. И. Атаманюк, И. Е. Лапин, А. В. Савинов, В. И. Лысак // Известия Тульского государственного университета. – 2005. – Выпуск 3. – С. 174 – 180.
12.Савинов, А. В. Влияние состава защитного газа на тепловые условия работы неплавя-щихся электродов при сварке дугой постоянного тока / А. В. Савинов, В. И. Атаманюк, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, А. Б. Маркин // Сварочное производство. – 2007. – № 6. – С. 10 – 14.
13.Арефьев, И. В. Минимизация напряжений в наплавленном металле при восстановлении наплавкой оборудования химических производств / И. В. Арефьев, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, А. Н. Потапов, А. В. Савинов // Ремонт, восстановление, модернизация. – 2007. – № 8. – С. 36 – 39.
14.Пермяков, И. Л. Сравнительный анализ напряжений второго рода в сварных спираль-ношовных и прямошовных трубах / И. Л. Пермяков, А. В. Савинов, И. В. Арефьев, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, П. Р. Нечипоренко // Известия Волгоградского государственного технического университета. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. Вып. 2. – 2008. – № 10 (48). – С. 74 – 77.
15.Арефьев, В. И. Влияние параметров ручной дуговой наплавки на остаточные сварочные напряжения, механические свойства наплавленного металла и околошовной зоны / И. В. Арефьев, И.Л. Пермяков, А. В. Савинов, И. Е. Лапин, А. Н. Потапов, В. И. Лысак, П. Р. Нечипоренко // Известия Волгоградского государственного технического университета. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. Вып. 2. – 2008. – № 10 (48). – С. 77 – 80.
16.Арефьев, И. В. Снижение уровня макро- и микронапряжений в наплавленном металле при восстановлении крупногабаритных конструкций / И. В. Арефьев, А. В. Савинов, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, А. Н. Потапов // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2009. – № 10. – С. 41 – 46.
17.Савинов, А. В. Влияние состава защитного газа и конструкции неплавящегося катода на проплавляющую способность дуги и формирование сварных швов / А. В. Савинов, В. И. Атаманюк, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, И. Л. Пермяков, О. А. Полесский // Сварочное производство. – 2009. – № 12. – С. 39 – 43.
18.Савинов, А. В. Определение профиля свободной поверхности сварочной ванны /A. В. Савинов, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, О. А. Полесский // Сварка и диагностика. –2010. – № 1. – С. 24 – 27.
19.Савинов, А. В. Математическая модель давления дуги на сварочную ванну при сварке неплавящимся электродом / А. В. Савинов, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, О. А. Полесский // Сварка и диагностика. – 2010. – № 2. – С. 26 –30.
20.Полесский, О. А. Влияние конструкции неплавящегося электрода на формирование шва при аргонодуговой сварке / О. А. Полесский, А. В. Савинов, И. Е. Лапин,B. И. Лысак, И. В. Арефьев // Известия Волгоградского государственного техническогоуниверситета. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. Вып. 4. – 2010. – № 4 (64). – С. 138 – 140.
21. Савинов, А. В. Основные закономерности изменения энергетических и технологических характеристик дугового разряда в смесях инертных газов / А. В. Савинов,О. А. Полесский, И. Е. Лапин, В. И. Лысак, И. В. Арефьев // Сварка и диагностика. – 2010. – № 6. – С. 14 – 17.
22.Арефьев, И. В. Моделирование тепловых процессов локальной электродуговой термообработки сварных соединений неплавящимся электродом / И. В. Арефьев, И. Е. Лапин, В. Н. Стяжин, А. В. Савинов, В. И. Лысак, О. А. Полесский // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2011. – № 3. – С. 44 – 48.
23.Савинов, А. В. Стойкость неплавящихся электродов при аргонодуговой сварке на переменном токе / А. В. Савинов // Известия Волгоградского государственного технического университета. Сер. Проблемы материаловедения, сварки и прочности в машиностроении. Вып. 7. – 2013. – № 6 (109). – С. 142 – 147.
24.Устройство для дуговой сварки разнополярными прямоугольными импульсами тока. Патент РФ №2135336 / И. Е. Лапин, В. А. Косович, А. Н. Потапов, А. В. Савинов.
25.Неплавящийся электрод для дуговой обработки материалов. Патент РФ № 2170652 /B. А. Косович, И. Е. Лапин, О. А. Русол, А. В. Савинов Бюллетень изобретений и полезных моделей. – № 20. – 2001. – С. 244 – 245.
26. Способ сварки в защитных газах с принудительным охлаждением шва и зоны термического влияния: Патент РФ 2232668, МКИ 6 В23 К9/16 / С. Н. Власов, И. Е. Лапин,А. В. Савинов, В. И. Лысак, А. Н. Потапов, В. И. Атаманюк. – 2004. – Бюл. № 20. – C. 296.
27.Способ дуговой сварки алюминия и его сплавов неплавящимся электродом: Патент РФ 2254214, МКИ 6 В23 К9/167//В23 К103:10 / В. И. Атаманюк, И. Е. Лапин, А. В. Савинов, В. И. Лысак, А. Н. Потапов, С. Н. Власов – 2005. – Бюл. № 17. – С. 287.
28.Неплавящийся электрод для дуговой обработки материалов: Патент РФ № 63279, приоритет от 20.12.2006г., зарегистрирован 27.05.2007г. Атаманюк В.И., Лапин И.Е., Маркин А.Б., Савинов А.В., Власов С.Н.
29.Неплавящийся электрод для дуговой обработки материалов: Патент РФ № 2318642, приоритет от 26.05.2006г., зарегистрирован 10.03.2008г. С. Н. Власов, И. Е. Лапин, А. В. Савинов, В. И. Атаманюк, А. Б. Маркин
30.Неплавящийся электрод для дуговой сварки: Патент № 88308, приоритет от 27.05.09г., зарегистрирован 10.11.09г. О. А. Полесский, А. В. Савинов, И. Е. Лапин, И. В. Арефьев, В. И. Лысак
31.Способ аргонодуговой обработки сварных соединений для снятия остаточных сварочных напряжений: Патент № 2376345, приоритет от 07.11.07г., зарегистрирован 20.12.09г. И. В. Арефьев, И. Е. Лапин, И. Л. Пермяков, В. И. Лысак, А. В. Савинов, А. Н. Потапов