Проковка зоны формирования соединения при точечной контактной сварке Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1

УДК 621.791.763

ПРОКОВКА ЗОНЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЯ ПРИ ТОЧЕЧНОЙ

КОНТАКТНОЙ СВАРКЕ

С. А. Чебурашкин, М. П. Скворцов Научный руководитель - С. Н. Козловский

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: slasau@yandex.ru

Проведенные исследования позволили установить влияние параметров приложения ковочного усилия на пластическую деформацию металла в зоне сварки.

Ключевые слова: точечная контактная сварка, поры, раковины, трещины, проковка соединения, пластическая деформация.

FORGING OF THE ZONE OF FORMATION OF CONNECTION AT POINT CONTACT WELDING

S. A. Cheburashkin, M. P. Skvortsov Scientific supervisor - S. N. Kozlovskiy

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: slasau@yandex.ru

The conducted researches allowed establishing influence of application settings of forging effort to a plastic strain of metal in a welding zone.

Keywords: point contact welding, pores, sinks, cracks, connection forging, plastic strain.

При точечной контактной сварке (ТКС) после окончания импульса сварочного тока при охлаждении сварных соединений в них возможно образование ряда дефектов, общим признаком которых является образование несплошностей: пор, раковин, наружных и внутренних трещин [1].

Предупреждение образования дефектов усадочного характера при ТКС в основном осуществляются технологическими приемами, которые увеличивают объемную пластическую деформацию металла в зоне сварки, в частности, увеличением усилия сжатия электродов при его охлаждении (приложение ковочного усилия Fk в момент окончания импульса тока) [2]. При этом его величину (Fk ~ 2...2,5FCB) и момент приложения обычно подбирают экспериментально [3]. Проведенные исследования показали, что на устойчивость процесса против образования дефектов усадочного характера существенно влияет не только момент приложения ковочного усилия и его величина, но и скорость увеличения усилия сжатия электродов от сварочной FCB до ковочной FK его величины (см. рисунок).

Так, например, при сварке с изменением усилия сжатия электродов по базовой программе (показано сплошной линией на рисунке б) ковочное усилие прикладывалось в момент после окончания времени действия tCB импульса сварочного тока 1СВ (~ на 0,01 с точка а) на этапе tnp проковки зоны формирования соединения. Если увеличение ковочного усилия Fk производилось по базовому режиму (сплошная линия 1 на рисунке б) при конечной его величине FK = 19,5 кН, а также с другими скоростями увеличения ковочного усилия между кривыми 2-3 и моментами его приложения после импульса тока между точками b-а, когда конечного значения оно достигало в диапазоне Б, несплошности в сварном соединении отсутствовали (см. рисунок, а).

В случаях ТКС, когда ковочное усилие Fk увеличивалось с меньшей скоростью между кривыми 2 и 5 и своих конечных значений достигало в диапазоне В, в сварных соединениях обнаруживались поры или трещины, а также в некоторых случаях и оба этих дефекта.

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

- ¥к ______1____ = 24 кН _________д._____________ А Дефектов нет I-

¥к = 21 кН Выплески, - вмятины выше - - Поры, трещи ны

¥к = 19,5 кН нормы Б 1

1 . |

0 0,04 0,08 0,12 0,16 с

а

Рис. 1. Влияние скорости роста и величины ковочного усилия (а) при точечной сварке по циклу с проковкой соединения (б): АМг6, 2 + 2 мм; 1СВ = 51 кА; ¥Св = 8,5 кН; С = 0,1 с; 1СВ - сварочный ток; ¥Св - сварочное усилие сжатия электродов; ¥К - ковочная величина усилия сжатия электродов; С - длительность импульса сварочного тока; а, Ь и с - моменты начала увеличения

усилия при проковке соединения

Неблагоприятно сказывается на качестве сварных соединений и чрезвычайно высокая скорость увеличения ¥К, а также смещение момента его приложения в область действия импульса сварочного тока 1СВ. Так, если скорость увеличения ¥К изменялась между кривыми 3 и 4, а тем более, при такой высокой скорости увеличения ¥К, когда момент приложения ковочного усилия смещался в зону действия 1СВ (точка с), в диапазоне А всегда наблюдались большие вмятины и зазоры в нахлестке, а также часто наблюдалось образование пассивных внутренних конечных выплесков, раковин или трещин.

Таким образом, оптимизация процесса пластической деформации на стадии проковки позволяет повысить качество сварных соединений за счет предотвращения образования пор, трещин и уменьшения вмятин от электродов.

Библиографические ссылки

1. Контроль точечной и роликовой электросварки / Б. Д. Орлов, П. Л. Чулошников, В. Е. Вер-денский, А. Л. Марченко. М. : Машиностроение, 1973. 304 с.

2. Козловский С. Н. Основы теории и технологии программированных режимов контактной точечной сварки / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2006. 259 с.

3. Чулошников П. Л. Точечная и роликовая электросварка легированных сталей и сплавов. М. : Машиностроение, 1974. 232 с.

© Чебурашкин С. А., Скворцов М. П., 2015