Стабилизация формирования швов при высокоскоростной дуговой сварке неплавящимся электродом

• Автор: Полесский, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 130 с. : ил.

Кандидатская диссертация
Оглавление
Полесский О.А.
Оглавление
Введение
Глава 1 Способы повышения производительности сварки неплавягцим-ся электродом в инертных газах (литературный обзор)
1.1 Газодинамическое воздействие дуги на металл сварочной ванны
1.2 Влияние внешнего магнитного поля на технологические свойства дуги
1.3 Формирование швов и образование дефектов при сварке неплавящимся электродом
1.4 Давление сварочной дуги и его влияние на формирование сварного соединения
1.5 Проплавляющая способность дуги с неплавящимся электр-дом
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
2.3 Методы исследования электромагнитных процессов
2.4 Определение силового воздействия дугового разряда на расплавленный металл сварочной ванны
2.5 Методика визуализации катодных процессов и кинетики формирования сварных швов
Выводы к главе
Глава 3 Исследование влияния формы рабочего участка электрода на электромагнитное и термосиловое воздействие дуги

Кандидатская диссертация
Оглавление
Полесский О.А.
3.1 Исследование нарушения формирования швов при сварке 71 неплавящимся катодом
3.2 Математическая модель дугового разряда в инертных газах
3.3 Изучение свойств дугового разряда
3.4 Конструкции неплавящихся электродов
Выводы к главе
Глава 4 Технологические характеристики сильноточной
сварочной дуги в аргоне
4.1 Проплавляющая способность дуги с электродом с прорезью 106 на рабочем участке
4.2 Формирование швов при сварке сильноточной дугой
4.3 Стойкость неплавящихся электродов новых конструкции
4.4 Технологические рекомендации по аргонодуговой сварке 116 неплавящимся электродом новой конструкции
Выводы к главе
Литература
Приложения

Кандидатская диссертация
Введение
Полесский О.А.
Введение
В настоящее время в машиностроении широкое применение находят высоколегированные стали, цветные металлы и их сплавы, основным способом соединения которых является сварка неплавящимся электродом. Современные темпы производства обуславливают высокие требования к производительности процесса и качеству формирования шва при сварке.
Исследованиям в области дугового разряда в инертных газах, а также его взаимодействию со свариваемым материалом посвящены работы А. А. Ерохина, А. Д. Размышляева, А. В. Петрова, В. П. Сидорова, Л.М. Лобанова, И. В. Пентегова, И. М. Ковалева, В. Н. Селяненкова, В. А. Косовича, А. В. Савинова, Т. W. Eagar, W. F. Savage, V. P. Kuianpaa, A. Kumar, T. DebRoy, J.
F. Key, И. В. Суздалева, В. Л. Руссо и многих других.
Основными путями повышения производительности дуговой сварки являются увеличение силы тока и применение активирующих флюсов и добавок галоидосодержащих газов (работы В. П. Прилуцкого, В. Н. Замкова, С. Г. Паршина и др.), обеспечивающих контрагирование дугового разряда, и, как следствие, высокую концентрацию вводимой энергии. Однако реализовать на практике первый способ, в большинстве случаев, не удается ввиду нарушения формирования швов и низкой стойкости рабочего участка непла-вящегося электрода традиционной конструкции. Применение активирующих флюсов также негативно сказывается на стойкости катодов и неэффективно при токах свыше 275А вследствие того, что пары флюса уносятся из дуги и перестают влиять на ее строение.
В работах И. М. Ковалева, А. Д. Размышляева, F. Г. Чернышова показано, что воздействие внешнего электромагнитного поля на дугу при сварке неплавящимся электродом позволяет улучшить формирование и качество металла сварного шва, а также повысить производительность процесса. Однако сложность дополнительного оборудования и минимизация эффекта при сварке на высоких значениях силы тока, а также соединении ферромагнитных материалов сдерживает широкое применение данного способа.

Кандидатская диссертация
ГлаваI
Полесский О.А.
это может привести к потере герметичности сварного соединения [57, 58]. Помимо этого явления, волнообразование ограничивает и прочность шва, т.к. с увеличением скорости сварки его высота уменьшается, а стремление компенсировать снижение глубины проплавления увеличением мощности дуги приводит к нарушению формирования сварного соединения.
Критериями, характеризующими нормальное и волновое формирование шва при заданной скорости сварки, может служить критический ток дуги 1кр, с которого начинаются нарушения формирования сварного соединения, а при фиксированном токе - скорость сварки укр.
Механизм образования полостей и несплошностей в металле шва вследствие отклонения движущейся сварочной дуги от нормали к поверхности свариваемого изделия и «захлопывания» кратера сварочной ванны рассмотрен в работах [59 - 61]. Авторами замечено, что при образовании газовых полостей кратер сварочной ванны имеет специфическую форму: в верхней хвостовой части кратера образуется нависание жидкого металла (рис. 1.16), захлестывание которым углубления под дугой приводит к образованию полости. Причем, это явление характерно для сварки с неплавящимся электродом как со сквозным, так и с частичным проплавлением металла анода.
нависание металла
Рис. 1.16 - Продольный макрошлиф кратера сварного шва [59]: иЮл-ПВ; 1<)=700+750А; уСе=25м/ч; газ - аргон
Обоснованием этого в [61] выдвинута гипотеза образования несплошностей в сварном шве, заключающаяся в том, что в момент отклонения сварочной дуги от нормали в каждой точке поверхности кратера ванны силовое воздействие разряда может быть разложено на горизонтальную и вертикальную состав-