Диссертация (1024714), страница 33
Текст из файла (страница 33)
4.34. Экспериментальная установка237Геометрические размеры и форма пластин представлены на рис. 4.35.а)б)Рис. 4.35. Пластины для проведения исследований: а) угол скоса кромки 30градусов; б) угол скоса кромки 6 градусовПри однодуговой сварке использовали сварочную проволокуСв-08Х20Н9Г7Т диаметром 1,2 мм по ГОСТ 2246-70. При двухдуговой сварке напервой дуге применяли сварочную проволоку Св-08Г2С диаметром 1,2 мм поГОСТ 2246-70 и а на второй дуге проволоку Св-08Х20Н9Г7Т диаметром 1,2 ммпо ГОСТ 2246-70.238Для защиты зоны сварки при однодуговой сварке применяли газовуюсмесь, состоящую из 97,5% аргона (Ar) и 2,5% углекислого газа (CO2).
Придвухдуговой сварке для защиты первой дуги применяли газовую смесь,состоящую из 82 % аргона (Ar) и 18% углекислого газа (CO2), а на второйиспользовали газовую смесь, состоящую из 97,5% аргона (Ar) и 2,5%углекислого газа (CO2).Для количественной оценки величины деформации при сварке насвариваемых образцах размечали и кернили места замера деформации. Схемаразметки мест замера деформации представлена на рисунках 4.36 и 4.37.а)б)Рис. 4.36. Схема замера деформаций на образце с углом скоса кромок 30градусов: а) лицевая сторона образца; б) обратная сторонаа)б)Рис.
4.37. Схема замера деформаций на образце с углом скоса кромок 6градусов: а) лицевая сторона образца; б) обратная сторона239На каждом образце перед сваркой делали по три замера между точками1-1’, 2-2’, 3-3’, 4-4’, 5-5’, 6-6’. На основании выполненных трех измеренийвычисляли среднее значение расстояния между соответствующими точкамиразметки.После сварки процедуру замера повторяли. Разница между значениямиколичественно показывалавеличину деформации образцапри сварке.Изменение расстояния между точками 1-1’, 2-2’, 3-3’, 4-4’, 5-5’, 6-6’показывало поперечную и угловую деформацию образца.Для определения величины деформаций вычерчивался эскиз образцаперед сваркой (рис.
4.38).Рис. 4.38. Схема определения величины деформацииНа верхней и нижней плоскостях образца откладывали расстояние Амежду точками 1-1’, 2-2’, 3-3’, 4-4’, 5-5’, 6-6’, измеренное перед сваркой. Отверхней плоскости образца откладывалась измеренное значение величиныпрогиба f и на основе этого строили эскиз соединения после сварки. Угол ОDО1показывает значение угловой деформации образца после сварки.Для определения величины деформации поперечной усадки и точки Остроили окружность диаметром B, который соответствует расстоянию между240точками 1-1’, 2-2’, 3-3’, 4-4’, 5-5’, 6-6’, измеренному после сварки.
На эскизеобразца до сварки находили точки пересечения окружности радиуса B иверхней плоскости образца (точки C1 и C2). Разность величины А и C1 C2показывала значение деформации поперечной усадки.Выбор параметров режима сварки выполнялся в соответствие срекомендациями, приведенных в работах [26, 32, 227]. Учитывали ивозможность термоциклирования при сварке [228].Внешний вид образца после сварки представлен на рис.
4.39.Рис. 4.39. Внешний вид образца после сваркиВеличины угловой деформации и поперечной усадки показаны в табл.29. Изменение величин угловой деформации и поперечной усадки взависимости от разделки, количества дуг и расстояния между ними показаны нарис. 4.40 - 4.44 соответственно.241Таблица 29.Результаты замера деформации после сваркиУгловаяПоперечная усадка, ммдеформациямм/Номеробразца1-1’2-2’3-3’Среднеезначение4-4’5-5’6-6’Среднеезначение100градммдлины01--------4˚ 4’7,15022,182,162,052,130,830,860,550,752˚ 13’3,80032,402,912,592,630,410,290,350,353 ˚ 22’5,53042,673,093,323,030,390,621,010,673 ˚ 12’5,27052,613,192,962,920,260,450,150,293 ˚ 50’6,29061,641,701,871,740,360,400,240,331 ˚ 47’3,14071,751,671,481,630,380,2200,201 ˚ 15’2,21081,751,651,751,720,270,200,310,261 ˚ 39’2,89Рис. 4.40.
Зависимость угловой деформации от расстояния между дугами242Рис. 4.41. Зависимость поперечной усадки от расстояния между дугами наобразцах с углом скоса кромок 30 градусов, лицевая сторона шваРис. 4.42. Зависимость поперечной усадки от расстояния между дугами наобразцах с углом скоса кромок 6 градусов, лицевая сторона шва243Рис. 4.43. Зависимость поперечной усадки от расстояния между дугами наобразцах с углом скоса кромок 30 градусов, обратная сторона шваРис. 4.44. Зависимость поперечной усадки от расстояния между дугами наобразцах с углом скоса кромок 6 градусов, обратная сторона шваПримечание: * - Расстояние между дугами 0 мм соответствует однодуговой сварке244Экспериментальныеисследованияполностьюподтверждаютвычислительные эксперименты, выполненные с использованием научноисследовательского программного комплекса «Сварка». Деформации образцов,сваренных при использовании зауженных разделок (угол скоса кромок 6градусов), значительно меньше, чем при использовании стандартных разделок(угол скоса кромок 30 градусов): угловая деформация меньше на 80 %,поперечная усадка меньше на 22%.
Применение двухдуговой сварки позволяетдополнительно снизить величину деформаций как при использованиистандартных разделок, так и при зауженных разделках (20-50%). Минимальныеуровни деформаций удается достичь при использовании двухдуговой сварки взауженную разделку (угол скоса кромок 6 градусов) при расстоянии междудугами 100 мм: угловая деформация составляет 1 ˚ 15’, а поперечная усадка1,63 мм.Проведенныекомплексныеисследованиявлиянияпараметровмногопроходной двухдуговой сварки по узкому зазору на значения показателейкачества формирования шва позволяют сделать вывод о том, что практическаяреализация данного процесса может стать существенным вкладом в дальнейшееповышение производительности труда и обеспечение стабильно высокогокачества при изготовлении корпусных конструкций специальной техники.245Выводы по главе 41.Установлено, что главными особенностями сварки в зауженнойразделкеявляетсяснижениеустойчивостигорениядугивследствиепериодических изменений температуры и сопротивления вылета электрода, атакже чувствительность распределения мощности дуги к расположениюэлектрода в разделке, приводящие к несимметричному формированиюсварочной ванны, возникновению непроваров и межслойных несплавлений.2.Показано, что качественное формирование шва при однодуговойсварке по узкому зазору обеспечивается, если высота наплавленного слоя непревышает 0,3-0,5 ширины разделки, и использовании электродной проволокидиаметром 1,6-2,0 мм, но это ограничено снижением устойчивости дуги иуменьшением доли наплавки в сечении шва.
Последнее ограничениеустраняется при использовании двухдуговой сварки.3.Установлено,чторациональнымпорасходуэнергиииуправляемости процессом двухдуговой сварки является процесс, при которомминимальное расстояние между дугами соответствует разделению общейсварочной ванны на две. Это обеспечивает возможность независимогорегулирования глубины проплавления предшествующего слоя током первойдуги, а формы поверхности наплавляемого валика - током и напряжениемвторой дуги.4.Выполненное исследование влияния расстояния между дугами намеханические свойства металла ЗТВ и в шве показало, что оптимальноерасстояниемеждумаксимальнуюдугамиударнуюпридвухдуговойвязкостьисварке,позволяющееобеспечивающеесвариватьбезпредварительного подогрева, совпадает с длиной области пребывания металла вдиапазоне температур полиморфного превращения от воздействия первой дуги.5.Выполнено сравнение напряженного состояния при сварке одной идвумя дугами в стандартную широкую и зауженную разделку.
Показано, чтоиспользование сварки по узкому зазору не приводит к неблагоприятному246перераспределению остаточных напряжений и не снижает технологическуюпрочность сварных соединений, а в наиболее критичной зоне (в корне шва)обеспечивает даже существенное ослабление напряженного состояния всравнении с использованием стандартной разделки.247Глава 5. УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНО ВЫСОКОГОКАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ МНОГОПРОХОДНОЙСВАРКЕ ПО УЗКОМУ ЗАЗОРУ КОРПУСНЫХ КОНСТРУКЦИЙСПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ5.1.Методика расчета параметров многопроходнойдвухдуговой сварки по узкому зазору, обеспечивающих требуемыеслужебные свойства сварных соединенийСварка плавящимся электродом в защитных газах по узкому зазоруимееточевидныетехнико-экономическиеобеспечиваетзначительноеуменьшенияобъемаувеличениенаплавляемогопреимущества,производительностиметалла.Ещетаккакзасчетбольшимипреимуществами обладает двухдуговая сварка по узкому зазору.
Однакоприводимыеданныеопараметрахпроцессадвухдуговойсварки,рациональных формах разделок зачастую неполны, а иногда противоречатдруг другу. Отсутствие научно обоснованных данных о рациональныхпараметрах этого процесса требует создания методики расчета параметровдвухдуговой сварки. Такая методика должна позволять не только определятьпараметры режима сварки, но и обосновывать наиболее рациональнуюгеометрию кромок в разделке стыка.5.1.1.
Учет условий формирование шва при сварке по узкому зазорув методике расчета параметровПри разработке методики следует учитывать, что геометрическимихарактеристиками разделки кромок являются толщина металла, ширина248разделки у основания и на наружной поверхности стыка, а параметрамирежима сварки являются скорость подачи и диаметр электродной проволоки,скоростьсваркиинапряжениедуги.Придвухдуговойсваркедополнительным параметром режима является расстояние между дугами.Основной задачей для такого случая сварки является определение количествапроходов при заполнении разделки и параметры сварки каждого прохода.Поэтому при выборе параметров необходимо обеспечить качественноеформирование наплавляемых валиков.
Основные требования к параметрамрежима по качественному формированию швов следующие:- обеспечение провара кромок по линии сопряжения боковойповерхности кромок с поверхностью предшествующего валика;- исключение формирования валиков с выпуклой поверхностью;- исключение несплавлений по кромкам разделки.Основной причиной появления дефектов формирования швов присварке по узкому зазору является низкая устойчивость горения дуги взауженной разделке, так как при сварке по узкому зазору дуга может горетьне только на донной части разделки, но и на ее боковых поверхностях.Причины этого явления подробно представлены в работе [229].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
