Способ создания искусственного дефекта в сварном соединении Советский патент 1991 года по МПК B23K31/12 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения дефектов в сварных швах, преимущественно легких сплавов, для исследования их влияния на рабочие характеристики сварных соединений, и может быть использовано в исследовательской работе. В создании данного дефекта возникает необходимость при установлении норм дефектов в нормативно-технической документации.

Цель изобретения - повышение стабильности, точности и достоверности получения дефектов типа каплевидное провисание проплава в сварных швах, преимущественно легких сплавов.

Сущность способа заключается в сборке стыка на подкладках, с шириной зазора между ними 1.5-4,0 толщин свариваемых кромок и глубиной не менее 1,5 толщины кромок, а сварку ведут на токах, превышающих величину оптимального сварочного тока на 10-40% и длине дуги 0,3-0,7

оптимальной длины дуги для данной толщины.

Сборку свариваемого стыка производят на составной подкладке (состоящей из двух стальных пластинок).

При величине зазора в менее 1,5 д , где д - толщина кромок, жидкий металл расплава сварного шва со стороны проплава касается торцевых поверхностей стальной подкладки и происходит принудительное его охлаждение и, как следствие, отсутствие капель в проплаве. Увеличение ширины зазора более 1, необходимо для создания процесса, обеспечивающего периодически неустойчивое состояние, приводящее к образованию капли в проплаве. Формирование капли возможно за счет локального периодического перегрева металла, возникающего при наложении тепловых потоков при сварке и тепловом подпоре от охлаждающей подкладки. В этих местах скачкообразно меняется вязкость расплавленного

Ј

О

Os

$

VI

сл

алюминия, силы поверхностного натяжения, погружается дуга, что приводит к образованию капли. Чем больше расстояние между подкладками, тем больше период между наложениями тепловых потоков и расстоянием между получаемыми каплями. Однако увеличение величины зазора более 4 д приводит к нестабильности размеров сварочной ванны и сварного шва, появлению прожогов и значительных занижений, т.е. создаются условия характерные как для сварки на весу.

Если глубина зазора менее 1,5 д, то при сварке происходит касание проплавом поверхности технологической оснастки, что затрудняет или делает невозможным образование капельного проплава.

Увеличение сварочного тока на 10-40% выше оптимального при сварке данной толщины, обеспечивает повышение общего и удельного давлений сварочной дуги на расплав, формирования большего объема жидкого металла и образования капель в проплаве. Увеличение сварочного тока выше 40% приводит к образованию прожогов, а менее 10% не обеспечивает требуемого увеличения общего и удельного давлений сварочной дуги, образования достаточного размера жидкой ванны, снижения вязкости и силы поверхностного натяжения для формирования каплевидного провисания проплава.

Величина длины дуги выбрана при сварке, исходя из условия увеличения удельного давления сварочной дуги на расплав. Если длина дуги менее 0,3ld, то возможно касание электродом расплава при сварке и обра- зованиа дефектов типа вольфрэмпыи включения, а более 0,7ld не влияет на процесс сварки и формирование требуемого проплава.

Пример. Необходимо получить дефект типа каплевидное провисание проплава по всей длине образца при сварке пластин сплава АМгб толщиной 3 мм. Оптимальный режим автоматической аргонодуговой сварки 1Св 180 i A, VCB 18 м/ч, Id- 3 мм. Присадочная проволока - св.АМГб, диаметр 2 мм.

При сварке использовали две подкладки из нержавеющей стали.

Результаты экспериментов по сварке при различных условиях и режимах приведены в табл.1.

По результатам испытаний, приведенных в табл.1, можно отметить, что стабильное получение требуемых дефектов обеспечивается при следующих условиях:

ток сварки 200-250 А (на 10-40% выше оптимального 180 А), длина дуги 1,0-2,0 мм (что составляет 0,3-0,7 отоптимальной 3 мм) и ширина между подкладками 4,5-12 мм (что в 1,5-4 раза больше толщины металла).

На режиме Св 220 A, Id 1,5 мм и VCB

18 м/ч с шириной канавки 9 мм проведены испытания по сварке листов сплава АМгб, толщиной 3 мм с целью определения оптимальной глубины зазора (толщины подкладки).

Результаты эксперимента приведены в табл.2.

Результаты, приведенные в табл.2, позволяют сделать вывод о получении стабильного дефекта при наличии канавки глубиной более 5 мм (т.е. 1,5 толщины свариваемых кромок). Максимальная толщина подкладки определяется исходя из условий удобности их использования в эксплуатации и может быть принята ориентировочно равной 2.

Предлагаемый способ получения дефекта типа каплевидное провисание проплава позволяет гарантированно получать данный

дефект в требуемом месте (или по всей длине) сварного шва. Способ позволяет значительно (до 10 раз) экономить материалы, электроэнергию и трудозатраты в исследовательской работе.

Формула изобретения Способ создания искусственного дефекта в сварном соединении, при котором осуществляют сборку пластин встык и сварку, отличающийся тем, что. с целью повышения стабильности и точности при получении дефекта типа каплевидное провисание проплава, преимущественно при сварке легких сплавов, сборку стыка осуществляют на двух подкладках с шириной зазора между ними, равно от 1,5 до 4 толщин свариваемых кромок, и глубиной зазора не менее 1,5 толщины свариваемых кромок, а сварку ведут на токах, превышающих величину оптимального сварочного тока для данной толщины 10-40% и длине дуги составляющей 0,3-0,7 оптимальной длины дуги для данной толщины.

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения дефектов в сварных швах, преимущественно легких сплавов, для исследования их влияния на рабочие характеристики сварных соединений. Цель изобретения - повышение стабильности и точности при получении дефекта типа каплевидное провисание проплава, преимущественно при сварке легких сплавов. Для получения дефекта сборку стыка осуществляют на двух подкладках с шириной зазора между ними 1,5 - 4 толщин свариваемых кромок. Глубина зазора должна быть не менее 1,5 толщины свариваемых кромок. Сварку ведут на токах, превышающих величину оптимального сварочного тока для данной толщины от 10 до 40%. Длина дуги при этом составляет 0,3 - 0,7 оптимальной длины дуги для данной толщины. Способ гарантирует получение каплевидного провисания проплава в требуемом месте. 2 табл.

Примечание. Н - нестабильный сварной BOB; 0 - отсутствие каплевидного проплавл; П - гтрожегн; В - вольфрамовые включения; - удовлетворительное каплевнлное провисание.

Таблица2