ВВЕДЕНИЕ 4
1 Вопросы легирования сварного шва
при сварке покрытыми электродами 6
1.1 Формирование сварного шва из
основного и наплавляемого металлов 6
1.2 Особенности двухдуговых способов сварки 12
1.3 Ручная дуговая сварка покрытыми электродами 38
2 Методика проведения экспериментов 45
2.1 Выбор электродов для экспериментов и их свойства 45
2.2 Определение производительности расплавления электродов 50
2.3 Получение проб наплавляемого металла электродов и их анализ 53
Выводы по разделам 1 и 2 63
3 Расчет содержания элементов в наплавляемом металле при двухдуговой наплавке 65
3.1 Параметры двухдуговой наплавки покрытыми электрода 65
3.2 Сравнение расчетных данных при комбинированной
наплавке дугой косвенного действия 66
3.3 Исследование химического состава швов при
ручной однодуговой наплавке 68
3.4 Исследование швов, выполненных двухдуговой наплавкой 72
Выводы по разделу 3 77
4 Компьютерное проектирование содержания легирующих
элементов в шве 79
4.1 Расчет химического состава шва при двухдуговой наплавке 79
4.2 Исследование глубины проплавления при двухдуговой сварке 84
4.3 Техническое задание на разработку компьютерной программы 91
Выводы по разделу 4 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 96
Сварка занимает видное место в современной технике. Ее развитие идет в основном в направлении совершенствования известных процессов и оборудования. Одним из ведущих процессов сварки является дуговая сварка, которая имеет много разновидностей. Наиболее распространена сварка плавящимся электродом, которая позволяет одновременно расплавлять основной металл и заполнять разделку свариваемых кромок с легированием сварного шва. В принципе, каждый шов должен иметь свой химический состав, наилучшим образом отвечающий эксплуатационным требованиям к изделию. Поэтому идеальным было бы наличие для каждого сочетания основного металла и сварного шва своего специального сварочного материала. Однако в связи с многообразием марок свариваемых металлов, типов сварных соединений и условий эксплуатации сварных конструкций в настоящее время это недостижимо.
Одним из развивающихся способов дуговой сварки плавящимся электродом являются многодуговые процессы, в частности наиболее простым вариантом из них является двухдуговая сварка. До настоящего времени основным преимуществом этих способов сварки было принято считать повышение ее производительности [1]. Лишь сравнительно недавно было обращено внимание, что у данных способов сварки есть дополнительные возможности по легированию сварного шва [2]. В большей степени развита автоматическая двухдуговая сварка. Работ в области двухдуговой ручной сварки плавящимся электродом практически нет. Между тем в таком способе сварки имеется потребность. Это связано с необходимостью расширения технологических возможностей дуги, например при ремонтных работах, когда требуется уникальное содержание наплавляемого металла. Такое содержание может быть получено использованием покрытых электродов разных типов и разного химического состава наплавляемого металла. Данная работа посвящена разработке двухдугового процесса ручной дуговой сварки с использованием электродов разных типов. Поэтому целью работы является: Расширение технологических возможностей ручной дуговой сварки и наплавки покрытыми электродами, путем исследования двухдугового процесса с электродами различных типов.
По выполненной работе можно сделать ряд выводов научного и практического характера:
1. Показана возможность получения двухдуговой ручной сваркой покрытыми электродами различными марками, существенно отличающимися по химическому составу и физическим свойствам качественных валиков наплавленного металла с хорошим формированием шва.
2. Установлена перспективность применения для получения проб наплавляемого металла, предназначенного для спектрального анализа, дуги косвенного действия с электродами различных марок с нанесением проб на толстую медную пластину.
3. Установлено, что методика расчета содержания легирующих элементов в наплавляемом металле при двухдуговой сварке электродами разных типов может основываться на использовании формулы смешения с учетом производительностей наплавки каждого из электродов.
4. При двухдуговой сварке электродами различных типов возможно управление содержанием легирующих элементов в наплавляемом металле путем вариации параметров сварки: токов дуг, диаметров электродов, полярностей. Дополнительное регулирование содержания элементов в шве возможно путем изменения дистанции между электродами.
5. Предложено осуществлять выбор сочетаний типов электродов для двухдуговой сварки из известных типов по среднему содержанию регламентированных легирующих элементов путем перебора решением прямой задачи с использованием специальной компьютерной программы, что позволит получить широкий спектр новых наплавляемых металлов на основе известных.
6. Разработано техническое задание на разработку специальной компьютерной программы по расчету содержания легирующих элементов в наплавляемом металле. Отбор вариантов оптимального сочетания типов электродов и параметров сварки в такой программе может осуществляться на основе ряда известных и специальных критериев.
7. Предложен алгоритм расчета содержания легирующих элементов в сварных швах при двухдуговой сварке соединений пластин без разделки кромок и наплавке на пластину на основе расчета проплавления основного металла с помощью одной из схем сварочных источников тепла, при котором эффективная мощность источника тепла определяется по экспериментальному значению ширины шва. Дальнейшее развитие данной работы следует вести в направлении совершенствования методики проб наплавляемого металла с помощью дуги косвенного действия, изучению особенностей техники двухдуговой сварки покрытыми электродами, изучению степени неоднородности распределения легирующих элементов по длине и сечению шва. Важным является разработка компьютерных программ расчета содержания легирующих элементов в наплавляемом металле и расчета поперечного сечения проплавления основного металла при двухдуговой сварке.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
