Исследование проблем импульсно-дуговой сварки на кафедре «Машины и автоматизация сварочного производства» РИСХМа — ДГТУ

Введение. История решения проблемы сварки конструкций из нержавеющих и жаропрочных металлов и сплавов насчитывает несколько десятилетий. Особое внимание исследователей привлекла работа с деформированными алюминиевыми сплавами толщиной 2–6 мм. Как правило, такие тонкостенные конструкции свариваются в среде защитного газа аргона при относительно малых величинах тока, поэтому перенос металла — крупнокапельный (сварной шов формируется в виде отдельных крупных капель с узким проплавлением свариваемых элементов). При этом шов получается очень выпуклым, что не отвечает эксплуатационным требованиям конструкций.

Таким образом, важно было решить следующие задачи: получить управляемый мелкокапельный перенос электродного металла на токах, соответствующих крупнокапельному переносу; определить условие управляемого переноса; разработать систему питания сварочной дуги.

Материалы и методы. Поведение и параметры дуги фиксировались скоростной кино- и видеосъемкой с синхронным осциллографированием электрических параметров процесса — тока и напряжения. Их регистрировали светолучевыми осциллографами и двухэкранными электронными осциллографами. Данные обрабатывались с помощью компьютерного комплекса и программы Diadem 10.1.

Результаты исследований. Определено основное условие управляемого переноса металла путем наложения импульсов тока на сварочную дугу от специальных импульсных источников с накопителями и без накопителей электрической энергии. Рассмотрены переходные процессы в электрических цепях основного сварочного источника во время действия импульса тока и паузы. Указаны факторы, обеспечивающие стабильность жесткой и гибкой импульсно-дуговой сварки (ИДС).

Обсуждение и заключения. Итоги изучения возможности управления технологическими свойствами сварочной дуги и предложенные методики расчета параметров режима ИДС стали основой разработки технологии и оборудования для механизированной ИДС плавящимся электродом узлов из алюминиевых сплавов. Они внедрены на предприятиях авиационной промышленности, судостроения. Решения для нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов используются на моторостроительных предприятиях. В результате исследований особенностей процесса механизированной сварки активированной электродной проволокой в углекислом газе разработана технология механизированной ИДС для узлов корпусов электропечей из нержавеющей стали, конструкций дорожно-строительных, сельскохозяйственных машин и судов.

1. Потапьевский, А. Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. Часть 1. Сварка в активных газах / А. Г. Потапьевский. — Киев : Экотехнология, 2007. — 192 с.

2. Дюргеров, Н. Г. Оборудование для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом / Н. Г. Дюргеров, Х. Н. Сагиров, В. А. Ленивкин. — Москва : Энергоатомиздат, 1985. — 80 с.

3. Ленивкин, В. А. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах / В. А. Ленивкин, Н. Г. Дюргеров, Х. Н. Сагиров. — 3-е изд., доп. — Москва : Машиностроение, 2011. — 368 с.

4. Крампит, А. Г. Влияние параметров импульсов сварочного тока на формирование сварного шва / А. Г. Крампит // Сварка и диагностика. — 2013. — № 2. — С. 11–13.

5. Крампит, А. Г. Влияние величины жидкой прослойки на формирование заполняющих слоев при импульсно-дуговой сварке в щелевую разделку / А. Г. Крампит // Сварка и диагностика. — 2014. — № 2. — С. 13– 16.

6. К вопросу саморегулирования дуги при сварке плавящимся электродом / Б. Е. Патон, В. С. Сидорук, С. Ю. Максимов, Ю. Н. Сараев // Сварочное производство. — 2014. — № 12. — С. 3–11.

7. Дюргеров, Н. Г. Устойчивость системы саморегулирования при механизированной и автоматической сварке / Н. Г. Дюргеров, Х. Н. Сагиров // Сварочное производство. — 2009. — № 2. — С. 13–14.

8. Дюргеров, Н. Г. Определение свойств дуги при импульсных процессах / Н. Г. Дюргеров, Д. Х. Сагиров // Сварочное производство. — 2004. — № 4. — С. 14–18.

9. Импульсные технологии управления каплепереносом при MIG/MAG сварке / Н. П. Алешин, Э. А. Гладков, В. Н. Бродягин [и др.] // Сварка и диагностика. — 2014. — № 3. — С. 43–47.