Исследование процесса сварки с управляемым каплепереносом электродного металла в вертикальном и потолочном положении Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

УДК 621.791

А.В. Крюков, Н.В. Павлов

КРЮКОВ АРТЕМ ВИКТОРОВИЧ - кандидат технических наук, доцент кафедры сварочного производства Юргин-ского технологического института (филиала) Национального исследовательского Томского политехнического университета (г. Юрга). E-mail: earendill@mail.ru

ПАВЛОВ НИКОЛАЙ ВИКТОРОВИЧ - старший преподаватель кафедры сварочного производства Юргинского технологического института (филиала) Национального исследовательского Томского политехнического университета (г. Юрга). E-mail: pavlin123@rambler.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СВАРКИ С УПРАВЛЯЕМЫМ КАПЛЕПЕРЕНОСОМ ЭЛЕКТРОДНОГО МЕТАЛЛА В ВЕРТИКАЛЬНОМ И ПОТОЛОЧНОМ ПОЛОЖЕНИИ

Рассмотрен метод сварки с импульсной подачей электродной проволоки. На основе экспериментальных данных были получены графические зависимости влияния параметров сварки на геометрические размеры сварного соединения.

Ключевые слова: потолочное положение, сварка, геометрические размеры.

Researching the process of welding with controlled drop transfer of electrode metal in vertical and overhead position. Artem V. Kryukov, Nikolay V. Pavlov (Yurga Technological Institute (Branch) of Tomsk Polytechnic University, Yurga).

This paper deals with the method of welding with pulsed wire feeding. The experimental data have enabled one to establish graphical dependence of welding parameters on the geometrical dimensions of the welded joint.

Key words: overhead position, welding, geometric dimensions.

Сварка в защитных газах является одним из наиболее массовых способов сварки в нашей стране. Преимуществом данного способа, в частности, является возможность получения сварного шва при различной ориентации его оси в пространстве.

Вместе с тем промышленный опыт показал, что, несмотря на все преимущества данного способа, при переходе от нижнего к другому положению появляется ряд технологических ограничений, связанных с трудностью переноса электродного металла в сварочную ванну и удержания его от вытекания [1, 2].

В то же время применение импульсно-дуговых процессов выявило, что использование силового воздействия на систему электрод-дуга-ванна положительно влияет на процесс переноса электродного металла.

© Крюков А.В., Павлов Н.В., 2013

Исходя из вышесказанного цель исследования - определение рациональных параметров процесса сварки с импульсной подачей электродной проволоки для пространственных положений, отличных от нижнего.

В ходе проведенных ранее исследований установлено, что в качестве защитной целесообразно применять смесь Лг(70% ± 3%) + С02(30% ± 3%), это позволяет обеспечить лучшее формирование шва и меньшую величину разбрызгивания электродного металла [3].

При дальнейшем исследовании с помощью метода скоростной видеосъемки были рассмотрены в различных пространственных положениях процессы кинетики плавления и переноса электродного металла в сварочную ванну (рис. 1).

Этап формирования капли

Этап движения электродной проволоки

Этап торможения проволоки

Этап перехода капли в сварочную ванну во время короткого замыкания дугового промежутка

Вертикальное положение

Потолочное положение

Рис. 1. Этапы переноса электродного металла в сварочную ванну (скорость съемки 1500 кадр/с)

Результаты эксперимента показали, что в вертикальном и потолочном положении становятся еще более значимыми параметры режима подачи электродной проволоки, так как они определяют не только стабильность каплепереноса, но и общую стабильность процесса сварки. Кроме того, стабилизированное силовое воздействие на сварочную ванну способствует ее удержанию в потолочном положении.

По результатам эксперимента была получена диаграмма соотношения параметров подачи проволоки, гарантирующих стабильный процесс (рис. 2).

0.598 0,575 0,553 0,532 0,513 0,496 0,479 Шаг подачи, мы

Рис. 2. Влияние шага подачи на выбор частоты импульсного перемещения электродной проволоки

В целом зависимость аналогична зависимости частоты от шага подачи для вертикального положения [1], но смещена в сторону увеличения частоты. Это изменение ведет за собой соответствующие изменения геометрии шва, а именно снижение ширины шва на 15% и

увеличение усиления на 20%, проплавление остается практически неизменным (рис. 3-5).

о —

0,717 0,653 0.598 0.553 0,513 0.-Г9 0.-1-19 Шаг подачи, мм

Рис. 3. Влияние шага подачи на ширину шва

(1 - в вертикальном положении; 2 - в потолочном положении)

4

2:4 2:2 2

0,4 0;45 0;5 0;55 0;6 0;65 0,7 0;75

Шагподачи, гугл

Рис. 4. Влияние шага подачи на усиление шва

* 3,5

(ч 0.717 0.653 0.598 0.553 0.513 0.479 0.449

Шаг подачи, мм

Рис. 5. Влияние шага подачи на глубину проплавления

Итак, в результате проведенных исследований показана принципиальная возможность получения сварных соединений при использовании способа сварки с импульсной подачей электродной проволоки в положениях, отличных от нижнего.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Заруба И.И., Баргамен В.П., Андреев В.В. и др. Влияние метода ограничения тока короткого замыкания на формирование вертикальных и потолочных швов при сварке в углекислом газе // Автоматическая сварка. 1973. № 4. С. 64-67.

2. Крюков А.В., Павлов Н.В., Кузьмин Е.С. Определение рациональных параметров автоматической сварки в среде углекислого газа // Сварочное производство. 2010. № 8. С. 35-36.

3. Павлов Н.В., Крюков А.В., Зернин Е.А. Сварка с импульсной подачей проволоки в смеси газов // Сварочное производство. 2010. № 4. С. 27-28.