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

Подробности

Опубликовано 16.05.2014 07:22

Просмотров: 2200

В последнее время при прокладке систем водоснабжения и канализации все чаще используют перспективные конструкционные материалы, одним из которых является высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ). Единственным в России поставщиком труб диаметром 100, 200, 300 и 600 мм из этого материала является ОАО «ЛМЗ "Свободный сокол"» (Липецк).

Основными преимуществами ВЧШГ перед сталью являются его высокая коррозионная стойкость, вполне приемлемые прочность и пластичность (временное сопротивление до 420 МПа, угол изгиба до 80°, относительное удлинение до 13 %).

Одним из надежных способов соединения труб, наряду с раструбными соединениями на манжетах, является сварка. Технология сварки труб из ВЧШГ диаметром до 300 мм постоянным током и ее модификации разработаны учеными Липецкого ГТУ. Применение данного способа обеспечивает удовлетворительное формирование шва, относительно хорошие прочностные свойства соединения, удовлетворительную производительность труда.

Однако при расширении сортамента труб (диаметром до 1000 мм) и сопутствующих чугунных изделий (отводов, тройников и других фитингов сложной конструкции) возникает ряд проблем. Даже при сварке поворотных стыков в условиях цеха не всегда удается достичь требуемого качества сварных швов. В первую очередь это связано с тем, что высокопрочный чугун обладает повышенной жидкотекучестью, а сварочная ванна испытывает воздействие как от самой сварочной дуги, так и от внешних физических возмущений. В результате этого на готовом изделии при достаточных механических свойствах возникают такие дефекты, как подрезы, утяжины, провисы и другие искажения формы шва. Эти дефекты, являясь концентраторами напряжений, могут впоследствии привести к разрушению конструкции.

Ситуация еще более усугубляется для неповоротных стыков в условиях монтажа трубопроводов. При сварке установкой плазменной резки с чпу (http://plasmateh.ru/) в вертикальном и потолочном положениях к перечисленным факторам добавляется касательно или нормально действующая сила тяжести. В этих случаях вероятность образования указанных дефектов значительно повышается, что подтверждается случаями на практике. Производитель работ вынужден привлекать для монтажа неповоротных стыков сварщиков очень высокой квалификации, что в условиях сегодняшнего дефицита кадров не всегда доступно. В итоге все это приводит к невозможности получения оптимальной себестоимости конечного продукта. Однако определенные пути решения этой проблемы существуют.

Современная промышленность, в том числе и российская, выпускает машины плазменной резки с инверторными источниками питания сварочной дуги, позволяющие выполнять сварку импульсами тока различной величины и длительности в широком диапазоне этих сочетаний. Применение данного оборудования позволяет заметно уменьшить вероятность образования характерных для сварки ВЧШГ дефектов, а также привлечь для работы сварщиков более низкой квалификации.

Предварительные эксперименты, проведенные совместно с ООО НПП «Валок-чугун», показали реальную возможность повышения качества сварных соединений труб из ВЧШГ и сопутствующих трубных изделий.

На данном направлении весьма полезным может оказаться критериальный подход.

В настоящей работе ставилась задача расчета глубины проплавления, ширины шва и площади проплавления при импульсной аргонодуговой сварке ВЧШГ как функции параметров режима сварки с использованием этого критериального метода.