CC BY
39
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
УДК 621.791.763
А. В. Бочарникова, А. Н. Малахов Научный руководитель - С. Н. Козловский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ЗАКАЛИВАЮЩЕЙСЯ АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Проведенные исследования показали возможность точечной сварки высокопрочной арматуры класса А-Ш с термической обработкой сварных соединений в электродах сварочной машины для получения требуемых показателей их пластичности.
В современных условиях при производстве железобетонных изделий наблюдается тенденция к более широкому использованию высокопрочных марок арматуры класса А-Ш. Однако применение этого класса арматуры сдерживается трудностью получения сварных соединений с требуемыми механическими свойствами. Прежде всего, проблемы сварки связаны с высокой закаливаемостью этого класса сталей и трудностью получения сварных соединений с требуемыми показателями пластичности [1].
Ранее проведенные исследования показали, что при сварке по обычной технологии с использованием одноимпульсного цикла сварки и минимально необходимых (по условиям обеспечения полного сплавления в зоне совместной кристаллизации двух стержней) сварочных токов, невозможно выполнить требования, обеспечивающие получение соединений одновременно высокой прочности и пластичности. Получить же требуемые показатели пластичности сварных соединений возможно только после термообработки сварных соединений. Осуществлять это наиболее технологично в электродах сварочной машины, для чего требуется разработка специальных программированных циклов сварки.
Для решения этих задач была проведена модернизация машины для контактной сварки МТ-3001Л, ко-
торую используют и для сварки арматуры вкрест по традиционной технологии. В частности в ней старый регулятор цикла РЦС заменили на современный -РКС-801ЛМ, который предназначен для управления циклом сварки контактных машин переменного тока. Он позволяет осуществлять программируемый многоимпульсный режим сварки, в том числе и с термообработкой сварных соединений в электродах сварочной машины.
Проведенными исследованиями было установлено, что для решения поставленной задачи наиболее рационально использовать двух импульсный цикл сварки (рис. 1), в котором первый сварочный импульс /СВ, обеспечивает получение нормальных геометрических параметров сварного соединения, а второй /ТО -осуществляет термообработку в электродах сварочной машины.
Вначале, по общеизвестной методике были подобраны параметры одноимпульсного режима сварки, который обеспечивал получение нормальных геометрических параметров сварного соединения (осадку стержней арматуры ~40 %): ^СВ = 450 даН; гСЖ = 1,0 с; /СВ = 14,4 кА; гСВ = 1,48 с; гП = 0 с; /ТО = 0 кА; гТО = 0 с; ¿пр = ¿пр* = 0,4 с.
га £
Н
ш £
'св
£
ИП
О
^Св
'св
а
'то
*
¿П ¿то ¿пр
¿сж ¿св гПР
б
Схема (а) и цикл параметров режима (б) контактной точечной сварки арматуры вкрест: 1 - свариваемые стержни арматуры; 2 и 3 - токопроводящие электроды; ЕСВ - усилие сжатия деталей электродами; /СВ - сварочный ток; гСЖ - время сжатия деталей; гСВ - время сварки (длительность импульса сварочного тока); гПР - время проковки соединения; /ТО - ток термообработки; гТО - время термообработки (длительность импульса тока термообработки); % - время паузы между импульсами тока
2
г
Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»
Однако во всех случаях при испытаниях на срез сварные соединения разрушались хрупко со значительным разбросом значений разрушающих напряжений ср ~ 250...400 МПа.
В случае сварки с термообработкой сварных соединений в электродах сварочной машины для определения значимости влияния параметров дополнительного импульса: силы тока термообработки /ТО; времени термообработки /то и - времени паузы /П между импульсами /СВ и 1ТО тока; на прочность получаемых соединений, оцениваемую по напряжению ср разрушения сварных соединений на срез, а также определения характера этого влияния планировался трехфакторный эксперимент в пяти уровнях [2]. При этом параметры сварочного импульса оставались неизменными: ^СВ = 450 даН; /СЖ = 1,0 с; /СВ = 14,4 кА; /СВ = 1,48 с; /пр = 0,4 с. Параметры дополнительного термообрабатывающего импульса в соответствии с планом эксперимента изменялись в следующих пределах: силы тока термообработки /ТО = 0,2.1,0 /СВ; времени паузы /П между импульсами /П = 0,8.4,0 с; длительности импульса термообработки /ТО = 0,8.4,0 с; /ПР = /сж + /СВ + /П + /ТО + /ПР . При каждом сочетании факторов производили сварку трех образцов.
На рис. 1 показаны спектры поглощения и МКД коллоидного раствора феригидрита, записанные при комнатной температуре. Спектр поглощения представляет собой довольно гладкую кривую с особенностью в районе 480 нм. В то же время в спектре МКД наблюдается сложная структура, характерная для суперпозиции сигналов от нескольких переходов. На длине волны особенности в спектре поглощения МКД
изменяет знак. 8-образная кривая МКД обычно свидетельствует о диамагнитной природе эффекта.
Однако амплитуды МКД противоположного знака не равны друг другу, что должно быть связано со вкладом парамагнитного эффекта. Кроме того оба максимума и положительный и отрицательный состоят, по крайней мере, из двух вкладов. Поскольку единственным ионом с не скомпенсированным магнитным моментом является ион железа, все наблюдаемые особенности можно связать с электронными переходами внутри d - состояний этих ионов или/и с переносом заряда между ионами железа и окружающих его лигандов.
На рис. 2 показан спектр поглощения с переходами. Переходы сопоставимы с переходами бората железа, которые описаны в статье [2].
Библиографический список
1. Марковин П. А. [и др.]. Оптическое исследование электронной структуры и магнитного упорядочения в слабом ферромагнетике ¥еБ03 // Письма в ЖЭТФ. 2007. Вып. 11 (86). С. 822-827.
2. Ладыгина В. П. Получение, структура и магнитные свойства железосодержащих наночастиц, синтезируемых бактериями: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07, 03.01.02. Красноярск: Междунар. науч. центр исследований экстремальных состояний организма при Президиуме КНЦ СО РАН, 2011.
© Березицкая Д. П., Хилажева Е. Д., 2012
УДК 621.791.722
Л. А. Ерыпалов, Д. С. Ковалев Научный руководитель - Н. В. Успенский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ АЛЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Предложены и экспериментально обоснованы новые возможности по управлению формированием сварного шва при электронно-лучевой сварке путем программирования распределения энергии электронного луча в сварочной ванне, за счет соответствующих разверток луча.
Найдены развертки электронного луча, позволяющие значительно повысить качество сварных соединений за счет устранения корневых дефектов, снижения пористости, непроваров.
Качество шва при ЭЛС определяется совокупностью технологических и энергетических параметров процесса. Поддержание на требуемом уровне энергетических параметров процесса сварки обеспечивает при неизменных технологических условиях постоянство эксплуатационных параметров сварного соединения, геометрических размеров, структурных, прочностных и других показателей. Однако. возможность формирования проплавления уникальной «кинжальной» формы с минимальной металлоемкостью ванны вступает в противоречие с достижением стабильных эксплуатационных параметров сварного соединения. Нарушение оптимального режима ЭЛС зачастую ведет к
появлению в швах дефектов, причем даже на хорошо сваливаемых материалах [1].
Они встречаются при любых способах сварки давлением и хорошо известны: непровары, подрезы, провисание шва, а также повышенное разбрызгивание. Однако возникают и другие, специфические дефекты: корневые дефекты, протяженные полости в объеме шва, «срединные» трещины отклонения шва от стыка из-за остаточных или наведенных магнитных полей, корневые дефекты шва присущи всем способам сварки высококонцентрированными источниками энергии. Они имеют гидродинамическую природу образования и обусловлены особенностями переноса металла в сварочной ванне.
