Влияние импульсной аргонодуговой сварки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом на геометрические размеры шва

Подробности

Опубликовано 20.03.2016 08:58

Просмотров: 1571

Взаимосвязь между этими критериями позволяет установить характеристики геометрии сварного шва. Для решения поставленной задачи провели ряд экспериментов.

На пластины из ВЧШГ размером 200 х 120 мм и толщиной 10 мм наплавляли валики при скорости сварки 0,112—0,710 м/мин, силе основного сварочного тока 100—160 А, силе дежурного тока 10—110 А, различных соотношениях по длительности их действия в пределах импульса. В качестве источников питания в экспериментах применяли инверторные ИП «Форсаж-160 АД» производства ГРПЗ (Рязань) и АС/0С 2500 (Финляндия). Наплавку валиков в аргоне выполняли без применения присадочной проволоки. Диаметр вольфрамового электрода 3 мм, угол заточки 15°. Все эксперименты проводили на модернизированной установке АДСВ-5.

Рабочая матрица экспериментальных режимов включала в себя все перечисленные параметры и диапазоны их изменения. В результате обработки полученных данных программой получали требуемые зависимости.

Результаты исследований и их обсуждение. В результате проведенных экспериментов и обработки данных по известным методикам (подготовка шлифов, травление, сканирование, измерение с помощью компьютерной программы) получены зависимости геометрических характеристик шва от основных параметров режима сварки.

Это связано с тем, что за определенный промежуток времени количество теплоты, внесенное на единицу длины шва, уменьшается. Из анализа формул видно, что перечисленные критерии характеризуют соотношение между мощностью сварочного источника теплоты и теплофизическими свойствами свариваемого материала. При этом импульсный режим учитывается при расчете мощности источника теплоты по формуле, где 1ИМП, 1пауз — ток импульса и паузы соответственно; — время действия тока импульса и тока паузы соответственно; — напряжение дуги в импульсе и паузе соответственно.

На следующем этапе исследований после обработки результатов получили ряд зависимостей между указанными критериями. Пары к критериям Пекле подбирали на основе корреляционного анализа связей между каждым из критериев Пекле и критериями, включающими параметры режима (мощность и скорость сварки). Оказалось, что наибольший коэффициент корреляции (0,77—0,80) существует между приведенными парами. Для расчета глубины проплавления — критерий Кирпичева, ширины шва — критерий Кристенсена, площади проплавления — критерий Кривошеи.

На основании результатов исследований с использованием компьютерных программ получили уравнения, описывающие зависимости между критериями, из которых можно вывести основные геометрические параметры сварного шва по заданным значениям режима сварки.

Проверка дала положительный результат при коэффициенте корреляции не ниже 0,8 и подтвердила правильность выбранного направления исследований и разработок.

По полученным формулам в ООО НПП «Валок-Чугун» рассчитывали геометрические размеры шва при корневом проходе без присадочной проволоки. При мелкосерийном и единичном производстве нестандартных фитингов с помощью предложенных уравнений решали обратную задачу: по заданной глубине проплавления определяли основные параметры режима импульсной сварки. Во всех случаях разброс между расчетными данными и полученными геометрическими размерами швов не превышал 10—15 %. Практические параметры режима сварки также мало отличались от расчетных, укладываясь в те же 10—15 %, что позволило избежать дополнительных регулировок на сварочном оборудовании.

В перспективе совместное применение импульсных способов сварки ВЧШГ и механизированных систем позволит существенно повысить качество производимой продукции при заметном снижении трудозатрат  и стоимости сварки металлоконструкций.