СТАТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗВАРЮВАЛЬНОЇ ДУГИ

Abstract

Труби для газо- і нафтопровідних магістралей експлуатуються при високих тисках і низьких температурах, тому виготовляються з високоміцних сталей, при зварюванні яких трудно забезпечити ударну в’язкість зварних з’єднань. При електродуговому зварюванні труб значно зростає магнітне поле зварювального струму, магнітне дуття, електромагнітна сила відхиляє дугу в сторону меншого магнітного поля до обриву, довжина дуги зростає, стабільність процесу і формування швів порушується, що приводить до зниження ударної в’язкості зварних з’єднань. Природа зниження ударної в’язкості зварних Наука та виробництво2023 р. Вип. 25Машинобудування і зварювальне виробництво14з’єднань при зварюванні полягає в нагріванні метала шва і зони термічного впливу, тепловкладення, мікроспотворення кристалічної решітки, мікронапруг, щільності дислокацій, виникненні зварювальних напруг, зростанні міжатомної відстані та зниженні міжатомних зв’язків. Ефективним способом зниження енергії є підвищення швидкості зварювання, що зменшує погонну енергію, і напруги на дугі. Скорочення довжини дуги і напруги на дугі приводить до зниження діючої на дугу електромагнітної сили, підвищенню стабільності процесу, якості швів і ударної в’язкості зварних з’єднань. Встановлено, що статична характеристика UД = f(I) при lД = const відкритої дуги, що горить на стрічковому електроді, як і на дротяному, має U – образну форму). Падаюча характеристика при малоамперній дугі перетворюється на незалежну. Перехід до зростаючої характеристики відбувається для стрічкового електрода при нижчих значеннях струму (I = 90 А), ніж для дротяного (I = 200 А), що пояснюється припиненням зростання площі катодної плями на стрічці через обмеженість перерізу при нижчих значеннях струму порівняно з дротом . При однаковому значенні струму (I  90 А) дуга, що горить у відкритій атмосфері на стрічковому електроді, більше стиснена, ніж на дротяному. При односторонньому високошвидкісному зварюванні на низькій напруги на дугі зменшується енергія, зростає швидкість обертання і охолодження дуги, діаметр дуги зменшується, дуга концентрується, ефективність тепловкладення зростає, зона термічного впливу скорочується, забезпечується саморегулювання, рівновага, якісне формування швів і підвищення ударної в’язкості зварних з’єднань. Розроблено процес одностороннього високошвидкісного зварювання труб для газо-і нафтопровідних магістралей складовим електродом, який за рахунок зниження напруги на дугі забезпечує зменшення енергії, тепловкладення, зварювальних напруг, здрібнення мікроструктури, зменшення міжатомної відстані, збільшення міжатомних зв’язків і ударної в’язкості зварних з’єднань в 2 – 2,5 рази. Мінімум енергії – максимум ударної в’язкості зварних з’єднань.