Технические науки / 8

Кочнев А.С., Куц Л.Е.

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., Россия

Определение режимов аргонодуговой сварки тонколистовых стыковых соединений на съемной медной подкладке без присадочного материала

Широкое применение автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом получила в электронной, химической и авиационной промышленности для сварки корпусов, узлов и сборочных деталей из тонколистовых коррозионно-стойких материалов толщиной от 1,0 до 2,0 мм. [1, 2]. Поэтому сварные соединениям должны быть вакуумноплотными с полным отсутствием деформации и с допустимыми геометрическими параметрами согласно требованиям ГОСТ 14771-76. (табл.1).

Таблица 1

Размеры сварных соединений при сварке в инертных газах неплавящимся электродом без присадочного металла по ГОСТ 14771-76 [3]

Условное обозначе- ние сварочного соединения

Конструктивные элементы

S=S1

b

е, не бо- лее

е1

g

g1

Подготовлен- ных кромок свариваемых деталей

шва свароч- ного соедине ния

Номин.

Пред откл.

Номин.

Пред откл.

Номин.

Пред откл.

Номин.

Пред откл.

C4

0,5-0,9

0

+0,1

6,0

2,0

±1,0

0

±0,1

0

+2,0

1,0-1,5

+0,2

7,0

4,0

±2,0

+0,2 -0,3

+0,5

1,6-2,2

+0,3

8,0

+0,2 -0,5

+1,0

2,5-4,0

9,0

+0,3 -0,1

Перед сваркой электрод с заточенной на конус поверхностью устанавливался в цангодержатель аргонодуговой горелки. Вылет электрода из цангодержателя горелки составлял 22 мм. Диаметр керамического сопла аргонодуговой горелки составлял 8 мм, вылет заточенного кончика электрода из керамики – 4-5 мм, расход защитного газа (Ar) – 5-7 л/мин, на протяжении всего эксперимента оставались постоянными. Промежуток между кончиком вольфрамового электрода и изделием (l_мп) был равным 2-3 мм, после чего горелка устанавливалась на автоматическую сварочную головку и выставлялась скорость сварки.

При сварке анодом служила медная подкладка с канавкой глубиной 0,5 мм и шириной 8 мм. Легированную сталь 12Х18Н10Т толщиной менее 4,0 мм сваривают постоянным током прямой полярности. Перед сваркой деталь и медная подкладка тщательно зачищались, после чего плотно прижимались. Применяемые при исследовании экспериментальные режимы сварки приведены в табл. 2.

Таблица 2

Экспериментальные исследованные диапазоны режимов сварки

Толщина металла, мм	Сила тока Iсв, А	Диапазон скоростей сварки Vсв, м/ч	Расход аргона, л/мин
1,5	90	12-21	5 - 7
	105	15-24
	115	18-27
	125	21-30
2,0	90	10-12	5 - 7
	115	12-18
	140	18-25
	160	20 - 28

Экспериментальные образцы представлены на рисунках 1, 2.

Рис. 1. Сварной шов пластины толщиной 1,5 мм: а – лицевая сторона;

б – обратная сторона (режим сварки: I_св=105 А, V_св=18 м/ч, l_мп =3 мм)

Рис. 2. Сварной шов пластины толщиной 2,0 мм: лицевая сторона;

б – обратная сторона (режим сварки: I_св=115 А, V_св=18 м/ч, l_мп =3 мм)

Зависимость размеров геометрии сварного шва для пластины толщиной 2,0 мм от скорости сварки представлены на графиках (рис. 3 а, б, в). Сплошными линиями показаны режимы сварки при длине межэлектродного промежутка l_мп=3 мм, пунктирными – 2 мм.

а)

б )

в)

Рис. 3. Зависимость параметров сварного шва от скорости сварки для толщины металла 2,0 мм и силы тока 115 А

Определенные экспериментальным методом режимы сварки тонколистовой легированной стали 12Х18Н10Т на автоматической установке аргонодуговой сварки неплавящимся электродом без присадочного металла на съемной медной подкладке могут быть применены в реальном производстве электронной, химической и авиационной промышленности.

Литература

1. Труханов, К.Ю. Кривизна поверхности сварочной ванны как критерий опасности возникновения кристаллизационных трещин / К.Ю. Труханов, А.В. Царьков // Сварка и диагностика. Ч.1. 2011. № 6. С. 20-15.

2. Сидоров, В.П. Моделирование провара при дуговой сварке стыковых соединений без разделки кромок / В.П. Сидоров, С.А. Хурин // Сварка и диагностика. 2011. № 6. С. 36-40.

3. ГОСТ 14771-76. Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. М.: Издательство стандартов, 1976. 49 с.