Разработка путей и средств повышения стабильности формирования швов при сварке неплавящимся электродом

• Автор: Атаманюк, Василий Иванович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Кандидатская диссертация

Оглавление

Атаманюк В.И.

Оглавление Список используемых сокращений Введение

Глава 1 Пути повышения производительности сварки неплавящимся электродом в инертных газах

1.1 Газодинамическое воздействие дуги на металл сварочной ванны

1.2 Анализ факторов, определяющих характер процесса формирования швов и образования дефектов при сварке неплавящимся электродом
1.3 Характер распределения давления сварочной дуги и его влияние на формирование сварного соединения

1.4 Влияние защитной атмосферы на силовое воздействие дугового разряда

1.5 Проплавляющая способность дуги с неплавящимся электродом и тепловая эффективность процесса сварки

1.6 Цель и задачи исследований

Глава 2 Материалы, оборудование и методики выполнения экспериментов
2.1 Материалы и оборудование
2.2 Оценка проплавляющей способности дуги постоянного тока с неплавящимся электродом в аргоно-гелиевых смесях
2.3 Методы исследования тепловых процессов
2.4 Определение силового воздействия дугового разряда на металл сварочной ванны
Выводы к главе
Глава 3 Исследование технологических свойств сварочной дуги с неплавящимся электродом
3.1 Исследование проплавляющей способности дуги и

Кандидатская диссертация
Оглавление
Атаманюк В.И.
формирования сварных швов
3.2 Влияние состава защитного газа на термосиловые характеристики дугового разряда
3.3 Силовое воздействие дуги с неплавящимся электродом на сварочную ванну
3.4 Новая конструкция электрода с рабочим участком в виде сопряженных конусов
Выводы к главе
Глава 4 Исследование характера распределения давления на
поверхности сварочной ванны при сварке дугой постоянного тока неплавящимся электродом
4.1 Математическая модель, описывающая конфигурацию сварочной ванны
4.2 Методика определения профиля сварочной ванны при дуговой сварке неплавящимся катодом
4.3 Распределение давления на поверхности сварочной ванны 112 Выводы к главе
Глава 5 Разработка технологических процессов сварки в аргоно
гелиевых смесях
5.1 Исследование движения расплава и управление качеством формирования швов при сварке неплавящимся электродом
5.2 Опыт сварки неплавящимся электродом на
металлургических предприятиях
Выводы к главе
Общие выводы
Литература
Приложение

Кандидатская диссертация
Атаманюк В.И.
Список используемых сокращений
у - плотность тока, А/мм2
]ш, - плотность тока в анодном пятне, А/мм2
Р - суммарное силовое воздействие дуга на сварочную ванну, Н;
Рд - сила, обусловленная газодинамическим воздействием дуги на сва-
риваемый металл, 77;
Рэм - электромагнитная сила сварочного контура, Н;
Ртах ~ пиковое давление на поверхности анода, Па;
1д - величина сварочного тока, А;
ид - напряжение на сварочной дуге, В;
гСЙ - скорость сварки, м/ч;
V„ - скорость движения жидкого металла из передней части ванны в хво-
стовую, м/ч;
1д - величина межэлектродного промежутка (длина дуги), мм;
к - коэффициент, характеризующий скорость нарастания силового воз-
действия дугового разряда на металл с увеличением сварочного тока при сварке, Н/А ;
Нпр , - глубина проплавления, мм;
Нкр - глубина кратера, мм;
Нп - величина подреза сварного соединения, мм;
В„р - ширина проплавления, мм;
8Пр - площадь проплавления, мм2;
Зж - толщина жидкой прослойки металла под сварочной дугой, мм;
с/э - диаметр неплавящегося электрода, мм;
с!пр - диаметр притупления рабочего участка катода, мм;
а - угол заточки рабочего участка катода, заточенного на конус, град.;
а - коэффициент сосредоточенности давления дуги, мм'2;

Кандидатская диссертация
Глава I
Атаманюк В.И.
он больше не может удерживаться силами поверхностного натяжения и захлестывает кратер сварочной ванны, образуя газовую полость. Срыв жидкого металла с передней части также может происходить под действием внешнего толчка - импульса, например, во время мгновенного изменения режима горения разряда, связанного с его дискретным перемещением. При этом масса жидкого металла под действием дугового разряда стремится заполнить образовавшуюся полость. Однако процесс не успевает завершиться в связи с тем, что дуга уже удалилась от полости, и фронт кристаллизации фиксирует несплошность, заполненную газом.
Рис. 1.11 — Продольный разрез сварочной ванны и составляющие силового воздействия дуги при сквозном проплавлении соединения [51]: а — при наличии отставания анодного пятна; б — дуга вертикальная
Анализ приведенных в [51] номограмм (рис. 1.12) показывает, что влияние параметров режима сварки на процесс образования газовых полостей в шве не является однозначным. Увеличение силы тока при фиксированной скорости сварки приводит к исчезновению газовых полостей, однако при завышении режима возникает опасность возникновения прожогов, местных и сплошных протеков сварочной ванны.
Увеличение скорости сварки в начальный момент ведет к исчезновению прожогов и качественному формированию соединения. Области режимов / (рис. 1.12) соответствуют плотные, без газовых полостей сварные швы. В области режимов II происходит появление несплошностей, число которых прямо