Представлены экспериментальные данные по изучению спектра аргоновой дуги, необходимые для создания систем технического зрения, работающих в условиях аргоновой дуги.

Показано, что при сварке вольфрамовым электродом в аргоне среднее газодинамическое давление дуги несколько больше, чем металлостатическое давление в ванне под дугой, а изменения глубины проплавления металла при сварке с воздействием продольного магнитного поля соответствуют происходящим при этом изменениям среднего газодинамического давления дуги.

Использован комплексный экспериментально-аналитический подход для оценки механических свойств сварных соединений сложнолегированного сплава 1460 системы Al - Cu - Li, выполненных аргонодуговой сваркой (присадочные проволоки Св1201 и Св1201 + 0,5 % Sc). Определено влияние структурных факторов (химического и фазового составов, зеренной, субзеренной и дислокационной структур) на механические свойства (прочность, пластичность, трещиностойкость) металла шва этих сварных соединений, а также структурно-фазового состояния на концентрацию и механизм релаксации внутренних напряжений при легировании металла скандием.

Спектральным методом исследована реальная сварочная аргоновая дуга с неплавящимся вольфрамовым электродом, горящая на плавящемся титановом и неплавящемся медном водоохлаждаемом анодах. Получены экспериментальные данные о распределении температуры в столбе дуги по ее радиусу вблизи анода. Показано, что аксиальное распределение температуры в столбе дуги зависит от состояния анода. В области, прилегающей к аноду, температура дуги выше у плавящегося анода. Строение дуг в обоих случаях одинаково, т.е. не зависит от состояния анода.

Исследовано влияние фторидов бария, кальция, магния, натрия и алюминия, являющихся основными компонентами сварочных флюсов для аргонодуговой сварки титана, на температуру столба дуги и ее распределение в прианодной области. Установлено, что при дуговой сварке вольфрамовым электродом в аргоне по слою флюса (TIG-F) повышаются температура и электропроводность плазмы столба дуги, а форма температурного поля в прианодной области дуги приближается к цилиндрической. Глубокое проплавление, характерное для этого способа сварки, обусловлено более высокими температурой и плотностью тока в дуге вблизи анода.

Рассмотрено влияние режимов аргонно-дуговой обработки вольфрамовым электродом сталей на параметры термического цикла. Показано, что во избежание подплавления при повышении силы тока необходимо увеличение скорости обработки, увеличение длины дуги до 7...15 мм и придание ей поперечных колебаний. Режим обработки позволяет управлять температурой кратковременного нагрева, продолжительностью пребывания в нагретом состоянии и скоростью охлаждения.

Исследовано влияние колебаний дуги, возникающих в результате пропускания переменного тока через участок присадки, на форму проплавления, твердость, структуру и механические свойства швов при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом алюминиевых сплавов 1201, АМг6, 1420 и 1460. Показано, что размеры проплавления швов зависят от значений токов, проходящих через дуговой промежуток и участок присадочной проволоки, и частоты смены их полярностей. Установлено, что при одинаковой глубине проплавления ширина швов и степень разупрочнения сварных соединений, полученных сваркой дугой с колебаниями, меньше, чем при сварке стационарной дугой. Интенсивное перемешивание расплавленного металла и изменение условий его кристаллизации способствуют формированию мелких равноосных дендритов, что обеспечивает повышение твердости металла шва и его прочности.

Індекс рубрикатора НБУВ: К641.510.023.31-1

Рубрики:

Аргоно-дугове зварювання металів

Шифр НБУВ: Ж26970 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрена система уравнений и граничных условий для расчета прианодной зоны температурно и ионизационно неравновесной плазмы инертных газов при отсутствии молекулярных примесей. Показано влияние неравновесности в плазме аргона и распределение потоков энергии на анод между электронами, атомами и ионами.

Рассмотрено влияние различных технологических факторов на образование протяженных нитевидных включений оксидной плены в швах при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом литийсодержащих алюминиевых сплавов. Предполагается, что основными причинами образования этих дефектов является более высокая температура плавления присадочного материала, чем основного. Предложены рекомендации, позволяющие получать качественные сварные соединения литийсодержащих алюминиевых сплавов.

Рассмотрена зависимость напряжения в дуговом промежутке в импульсах тока при прямой и обратной полярности, а также действующих значений напряжения от тока и длительности импульсов тока при обратной полярности. Отмечено снижение напряжения в импульсах тока при прямой полярности до аномально низких значений при увеличении длительности импульсов тока при обратной полярности.

Рассмотрены результаты исследований, влияния флюсов на процесс дуговой сварки вольфрамовым электродом в аргоне. Особое внимание уделено анализу причин, вызывающих повышение технологических характеристик дуги, в частности увеличению глубины проплавления. Предположено, что последнее обусловлено ростом силы Лоренца за счет концентрации дуги флюсом и повышения плотности тока в анодной области. Влияние на проплавление изменения градиента поверхностного натяжения жидкого металла в сварочной ванне имеет второстепенное значение.

Рассмотрена взаимосвязь режимов ATIG сварки с параметрами шва, стойкостью электрода и стабильностью процесса формирования сварного соединения при сварке конструкционных сталей.

Рассмотрены особенности аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом заготовок валов. Применение активирующего флюса (сварка А-ТИГ) позволяет уменьшить глубину разделки кромок стыка, которая затем заполняется присадочным металлом в процессе сварки ТИГ. Показано, что термоциклирование и автоподогрев при многослойной сварке способствует снижению скорости охлаждения, получению более равновесных структур и предотвращению образования холодных трещин. В состоянии после сварки металл соединения отличается повышенными по сравнению с основным металлом твердостью и микротвердостью, после комплексной термической обработки свойства соединения и основного металла становятся близкими.

Отмечена эффективность применения аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в узкий зазор титановых сплавов толщиной более 20 мм. Показано, что для обеспечения надежного сплавления в соединениях, полученных сваркой с использованием поперечного переменного магнитного поля, значение магнитной индукции в зоне дуги должно составлять 8 - 9 мТл. Минимальное проплавление боковых стенок достигается при частоте поля 10 Гц.

Показано, что длина свободного пробега электронов и количество столкновений электронов с атомами в катодной области сварочной дуги определяются эффектом Рамзауэра.

Исследовано влияние макровключений оксидной плены в швах на механические свойства швов, полученных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом алюминиевого сплава АМг6 толщиной 6 - 12 мм. Получены зависимости прочности швов от площади таких дефектов, выходящих на поверхность со стороны проплава и находящихся внутри шва. По ним можно судить о допустимом уровне макровключений оксидной плены в швах при изготовлении сварных конструкций.

Экспериментально с использованием метода разрезного анода показано, что при увеличении индукции продольного магнитного поля в зоне дуги диаметр активного (анодного) пятна на изделии уменьшается, а распределение плотности тока по радиусу его равномернее, чем при сварке без продольного магнитного поля. Методом зонда показано, что при воздействии магнитного поля газодинамическое давление в центре дуги снижается.

Представлена математическая модель процессов тепло- и массопереноса, протекающих при взаимодействии с окружающей газовой средой турбулентного потока дуговой плазмы, создаваемого плазмотроном с проволокой-анодом. Проведен сравнительный численный анализ пространственных распределений тепловых, газодинамических и других характеристик турбулентной струи аргоновой плазмы при ее обдуве ламинарным потоком аргона и воздуха, а также при истечении в покоящийся газ.

Определена стойкость швов против зарождения и распространения трещин при растяжении образцов с концентратором, полученных сваркой трением с перемешиванием и аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом пластичных низколегированных и высокопрочных сложнолегированных алюминиевых сплавов толщиной 1,8 мм. Показано, что швы, полученные при сварке без расплавления металла, имеют более высокую стойкость против зарождения и распространения эксплуатационных трещин.