LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості зварних листових конструкцій за рахунок регулювання зварювальних деформацій

dэл - X4. Зварювання здійснювали у вуглекислому газі трактором АДГ-502. З'єднання збирали без зазора. Вимір Н, е і периметру Р робили під мікроскопом БМИ-1. Ввівши коефіцієнти  і , що визначають конфігурацію зони проплавленiя (    - 2 напівокружність,  = 1,  = 2 - парабола,  =  = 1 - трикутник), отримані рівняння регресії:

 = 3,39-0,27X1+0,33X2 -0,25X3 +0,11X4 +0,11X1 X2 X4 ;

 = 0,628-0,007X1 +0,11X2 +0,34X3 +0,11X4 +0,11X1 X3 +0,009X2 X4 ; (10)

 = 0,78+0,06X2 +0,5X4 +0,02X1 X2 -0,04X3 X4 ;

Н = 2,52+0,04Х1 +20,26X3 -0,11X1 X2 X4 .

Закодованi чинники зв'язані з параметрами режиму співвідношеннями:

; ; ; . (11)

В остаточному підсумку для стикового з'єднання Рус дорівнює

. (12)

При наплавленні валика на лист використовується рівняння

. (13)

Площа наплавлення

Fн= 0,73еg (14)

Площа проплавлення знаходиться по вираженню

, а Fпдн =2bпн. (15)

де -товщина листа.

Розглядаючи особливості введення тепла у зварне з'єднання необхідно враховувати перерозподіл ефективної потужності джерела між окремими елементами. Для обліку такого перерозподілу розрахункова товщина для стикових з'єднань о=21 (при 1 = 2), для внапусток о= 21 + 2, для таврових о=2п + с і т. д.

Зона пластичних деформацій укорочення при нагріванні bпнк для верхнього листа з'єднання внапусток

, (16)

для нижнього листа

. (17)

Вираження (16) і (17) справедливі і для таврового з'єднання.

Для однопрохідного кутового з'єднання о= 1 + 2. Тоді зона пластичних деформацій відповідно становить

, (18)

. (19)

У підсумку вираження для визначення фіктивної усадочної сили мають такий вид.

Зварювання встик широких листів або з жорстким їх закріпленням при повному проплавленнi з формуванням зворотнього валика

. (20)


При безкінечній жорсткості Кж= 1. Для сталей звичайної якості К=1. Тоді


. (21)

Для стикових з'єднань з одним листом кінцевих розмірів Н2 (Кж 1)

. (22)

Для з'єднання в напусток 0 = 1 + 2 2

З'єднання в тавр

З'єднання впритул

. (23)

Для підтвердження значень температури закінчення пластичної деформації при наплавленні на крайку проведений комплекс досліджень стосовно до однопрохідного зварювання стикових з'єднань. Зварювання робили за різними схемами у висячому положенні, на підкладці , що залишається, на мідній підкладці і на флюсовій подушці. Дослідження проводили при механізованому зварюванні під флюсом АН - 348А, дротом Св - 08, трактором АДФ. ЕксперИментально зону пластичних деформацій bпн визначали за радіальними смугами текучості.Активна зона 2Bпн дорівнює

2Bплн = 2bпнк + е (лицьова сторона),

2ВПОН = 2bпнк + е1 (зворотна сторона).

Зварювання виконували в стенді з жорстким притисканням листів. Стики збирали з листів 0,4-0,4 м. Зону bпн визначали приладом ИЗА - 2 у центральній частині зварного з'єднання через 5мм. Робили 50 вимірів. Як виняток впливу крайового ефекту кiнцевi ділянки довжиною 75мм не розглядали. Кожний типоразмiр заварювали тричі. Тому середнє значення розміру зони bпн одержували за 150 спостереженнями. Для аналізу застосоване статистичне опрацювання 44. Встановлено дисперсію 0,6мм, а довірчий інтервал 1,8мм.

Розрахункова оцінка розмірів зони bпн робилася в припущенні, що зона поширення радіальних смуг текучості обмежена температурою ТПД = 300 С. Зону bпн визначали за теорією поширення тепла М.М.Рикалiна для випадку зварювання потужним джерелом , що швидко рухається , ( К = 1, Кж = 1). Зону bпн визначали як ділянку від лінії сплавки до закінчення радіальної смуги з ТПД= 300 С. Розрахунком активну зону оцінювали за рiвнянням 9. Збирання під зварювання і розміри зварних швів відповідали з'єднанню С4 відповідно до ГОСТу 8713 - 79. Графічне уявлення отриманих результатів дозволяє вважати, що мінімальний розмір активної зони забезпечує зварювання у висячому положенні. Однак не гарантує провар у корені шва. Зварне з'єднання з гарантованим проплавленням при товщині основного металу більше 6 мм на мідній підкладці і на флюсовій подушці дають різні результати. На товщинах до 7мм превагу варто віддати зварюванню на мідній підкладці, а при товщині більше 7мм- зварюванню на флюсовій подушці. Таке положення можна пояснити більш високою ефективністю формуючого елементу , що вiдводить тепло , на малих товщинах (Рис.3).

Зона 2bпн при зварюванні з гарантованим формуванням кореня шва зростає зі збільшенням товщини основного металу. Результати розрахунків досить добре погоджуются з эксперементальними даними. Розрахункові значення входять у довірчий інтервал значень отриманих у результаті експериментів. Аналіз площ що входять у зону пластичних деформацій при охолодженні дозволяє з'ясувати роль окремих складових. Встановлено, що при лінійному законі збільшення усадочної сили зі збільшенням товщини основного металу практично відбувається лінійне збільшення площ Fш, Fн, Fпр. Для випадку наплавлення на лист відповідно до вираження (3) розміри активної зони зв'язані з погонною енергією нагрівання і товщиною металу. Для перевірки припущення про умови пластичної деформації при наплавленні валика на лист було проведені експеремент по зварюванню з'єднання внапусток Н1 похилим електродом. Виконували зварювання під флюсом зварювальним дротом діаметром 2мм на перемінному струмі. Зварювальні матеріали брались ті ж. самі.Товщина листiв що з'єднуються, 8мм. Усадочну силу визначали за рiвнянням (23). К = 1. Зварювання виконували з жорсткими прижимами листів (КЖ = 1). Зону пластичної деформації визначали:

у верхньому листі

bпн1 = 1,53 10 -2  ; (24)

у нижньому листі

bпн2 = 2,29 10 -2  . (25)

Аналіз отриманих результатів показує, що при постійній товщині листів зона пластичних деформацій зростає зі збільшенням катета шва. Внесок верхнього листа складає 40 %, а нижнього 60 % від загальної площі Fпд. Внесок шва не перевищує 4 %.Таким чином, результати досліджень стикових і з'єднань внапусток свідчать, що треба в ддавати перевагу регулюванню пластичної деформації в зоні термічного впливу (Рис.4).

















Рис.3 Активна зона на металi Рис.4 Залежнiть Pус від товщини

рiзноi товщини (зварювання на мiднiй пiдкладцi).

Розмір зони 2bп залежить від багатьох чинників. Найбільш важливими є режим зварювання і технологія зварювання. Основними параметрами режиму прийнято вважати ефективну питому потужність qо та швидкiсть зварювання (Vсв). Зi збільшенням qо збільшується ширина 2bп. Збільшення Vсв при постійній погонній енергії qо приводить до зменшення 2bп.

Кінетика формування зони не змінюється. При незмінному Iсв і Uд зміна