Формирование шва в щелевой разделке при импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом в защитных газах

• Автор: Крампит, Андрей Гарольдович
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Юрга
• Количество страниц: 308 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований
1.1. Анализ способов соединения металлов в щелевую разделку
1.2. Управление процессами при сварке - как эффективный метод управления качеством сварного соединения
1.3. Цель и задачи исследования
Глава 2. Теоретические исследования процесса сварки в щелевую разделку
2.1. Особенности горения сварочной дуги в щелевом зазоре
2.2. Особенности движения жидкого металла сварочной ванны в щелевом зазоре при импульсно-дуговой сварке
2.3. Модель процессов, происходящих в сварочной ванне при формировании сварного соединения в щелевую разделку при импульснодуговой сварке
2.4. Теоретическое определение параметров импульсов сварочного тока
Выводы
Глава 3. Способы и устройства для их реализации
3.1. Повышение эффективности импульсно-дуговой сварки
3.2. Способ импульсно-дуговой сварки
3.3. Способы сварки с комбинированием системы для импульсно-дуговой сварки и системы импульсной подачи сварочной проволоки
3.4. Способ и устройство для сварки с импульсной модуляцией во время паузы
3.5. Системы для импульсно-дуговой сварки
Выводы
Глава 4. Экспериментальные исследования процесса сварки в щелевую разделку
4.1. Постановка цели и задач экспериментальных исследований
4.2. Комплекс для проведения экспериментальных исследований процесса 179 сварки
4.3. Влияние параметров разделки на формирование структуры сварного соединения

4.4. Влияние параметров импульсов сварочного тока на формирование сварного соединения
4.5. Исследование процесса сварки с двойной модуляцией параметров на формирование сварного соединения
4.6. Влияние процесса импульсно-дуговой сварки на механические свойства
сварного соединения
Выводы
Глава 5. Экономическая эффективность и обоснование использования сварки в щелевую разделку для промышленности
5.1. Области применения сварки в щелевую разделку
5.2. Назначение, конструкция и компоновка модулятора
5.3. Инструкция по эксплуатации. Техника безопасности
5.4. Технологические рекомендации способа сварки в щелевую разделку
5.5. Расчет технико-экономических показателей
5.6. Внедрение результатов исследований в учебный процесс
Выводы
Заключение
Литература
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время важным фактором развития является повышение эффективности производства. Поэтому в стратегиях многих предприятий происходит определенная переориентация, т.е. совершенствование процесса функционирования и конкурентоспособности. Ключевым фактором в новой стратегии повышения эффективности должны быть энерго- и ресурсосберегающие технологии. В современных условиях повышения эффективности производства можно достичь преимущественно за счет развития процессов, получающих конечное выражение в новых технологиях, новых способах и видах оборудования для создания конкурентоспособной продукции.
Таким образом, можно утверждать, что необходимо внедрять новые энерго-и ресурсосберегающие технологии в деятельность предприятия с целью повышения его эффективности.
Проблемы современного этапа развития страны также затронули одно из важных и перспективных направлений в производстве металлических конструкций, связанное с соединением металлов с помощью сварки. Сварка - это процесс получения неразъемного соединения. Данное определение существует не одно десятилетие, когда Славянов и Бенардос применили электрическую дугу, открытую Петровым, в качестве источника теплоты, именно, для получения неразъемных соединений. С тех пор прошло уже более ста лет, однако, дуговая сварка остается основой сварочного производства, несмотря на то, что были разработаны различные способы сварки.
Усовершенствованием и разработкой новых способов дуговой сварки занимались такие выдающиеся ученые, как: Патон Е.О., Никитин В.П., Хренов К.К., Вологдин В.П., Николаев Г.А., Новожилов Н.М, Окерблом И.О. и др.
Несомненно, что механизированная и автоматическая сварка и наплавка плавящимся электродом с подачей сплошной или порошковой электродной проволоки по-прежнему остаются основными технологиями получения неразъемных соединений, восстановления и упрочнения металлов с обеспечением заданных эксплуатационных характеристик. Расширение областей применения механизированных и автоматизированных процессов сварки и наплавки, в том числе с повышенными требованиями к качеству сварного соединения, зоны термического влияния и наплавленного слоя, воспроизводимости качества,

подаются две скрученные проволоки или волнообразная проволока [67]. От диаметра электродной проволоки и толщины свариваемого металла существенно зависят ширина назначаемого зазора, выбор конструкции горелок и способа защиты сварочной ванны. Использование проволок диаметром 0,8-1,6 мм требует применение направляющих контактных трубок или мундштуков, вводимых в зазор [9, 10, 62], тогда как проволоки диаметром 2-3 мм позволяют производить сварку с большим вылетом без введения или с частичным введением мундштука в зазор при сварке металла толщиной до 80-100 мм. Благодаря этому возникает возможность упростить конструкцию мундштука и горелки в целом, и тем самым повысить надежность их работы [11, 66, 67, 71].
Авторами [394] предложена технология сварки плавящимся электродом в щелевую разделку шириной, равной 3-5 диаметрам электрода с притуплением, в которой для улучшения формирования шва в начале и конце процесса возбуждают дугу на дне разделки на токе на 40-60% меньше оптимального, а после оплавления поверхности притупления разделки увеличивают режим до оптимального с погружением конца электрода в ванну до уровня дна разделки. Одновременно с этим начинают перемещение электрода со скоростью сварки и подачу присадочной проволоки со скоростью, превышающей оптимальную в 4-6 раз, и при достижении сварочной ванны размеров, при которых гидростатическое давление жидкого металла равно давлению дуги, скачком уменьшают скорость подачи присадочной проволоки до оптимальной и смещают ее на расстояние от электрода, равное 0,6-0,8 длины хвостовой части ванны. По окончании процесса сварки производят перекрытие сварного шва до получения объема сварочной ванны 0,1 - 0,2 от объема сварочной ванны при сварке на оптимальном режиме.
Для повышения качества сварки путем улучшения газовой защиты в работе [395] разработана горелка для сварки металлов больших толщин. В боковых стенках мундштука на участке, равном высоте сопла, от рабочего торца выполнены дополнительные щелевые отверстия под углом 30-60“ к оси горелки на расстоянии друг от друга по мере удаления от торца, увеличивающемся по закону арифметической • прогрессии. Площадь боковых отверстий выполнена уменьшающейся по мере удаления от рабочего торца также по закону арифметической профессии, их суммарная площадь равна суммарной площади отверстий в дне мундштука (общая площадь всех отверстий равна площади выходного отверстия сопла). Устройство снабжено дополнительным соплом, установленным внутри основного, закрепленным на корпусе концентрично