відмінність енергетичних параметрів процесу зварювання під час утворення і перенесення краплі електродного металу. При зварюванні інверторним джерелом амплітуда струму змінюється в межах 90.140 А, а при зварюванні доданими випрямлячем - в межах 80.160 А при тому ж значенні середнього зварювального струму 100 А. Отже, змінюється тепловий вплив дуги на краплю електродного металу.
а)
б)
4.15 4.2 4.25 4.3 4.35 4.4
Час зварювання, з
Рис. 20. Осцилограми струмів і напруги (електроди марки У ВОНИ 13/55 діаметром 3 мм: а - інвертор: 6 - діодний випрямляч
За методикою Чінахова Д.А. за допомогою комп'ютерної програми MatLab справили аналітичний розрахунок теплосодержания краплі електродного металу в залежності від енергетичних характеристик процесу зварювання. Алгоритм розрахунку представлений в таблиці №4.
Розрахунки, виконані аналітичним методом, показують, що при зварюванні від інверторного джерела живлення енергія витрачається на плавлення електродного металу за 1 секунду в середньому становить QK=1,13 х 107 Дж, а при зварюванні від діодного випрямляча - QK=1, 25 х Дж.
Таблиця №4
Методика визначення теплосодержание краплі електродного металу при зварюванні від різних типів джерела живлення
Методика визначення теплосодержания капліІнверторДіодний випрями гельu 1=[u1; u2; u 3; u 4; u5; u 6;]; il=[i1; i 2; i 3; i 4;]; [U1, I1]=meshgrid (u 1, i 1); t1=t1; t2; t3; t 4;....... Q k=sum (trapz (0,2., 0,3 * U 1. * 11, * tl)) Qк=(0,906.1,359) xx 10 липня Дж, QK=(1,005.1,508) хх 10 липня Дж,
Для проведення комплексного дослідження були заварені зразки від різних джерел живлення: діодного випрямляча ВД - 306 і інвертора нового покоління Nebula - 315: зварювання труби (з'єднання С17) 159 х 6 із сталі 09Г2С виробляли електродами: корінь -LB - 52U (d=2,6 мм), зварювальний струм I=50-60 А; заповнення - LB - 52U (d=3,2 мм), зварювальний струм I=80-90 А; зварку пластин (з'єднання С17) товщиною 10 мм із сталі 45 виробляли (рис.21) в 4 шари, електродами: корінь - УОНИ 13/55 (d=3 мм), зварювальний струм I=80-90 А; заповнення - УОНИ 13/55 (d=4 мм), зварювальний струм I=120-130 А; з попереднім підігрівом деталей до 300 ° С і подальшим повільним охолодженням (укриття геплоізолятором, азбестове волокно, до повного охолодження). Зварювання пластин (з'єднання С7) товщиною 3 мм із сталі 12Х18Н9Т виробляли електродами марки ЦЛ II типу 08Х20Н9Г2Б (d=3 мм), зварювальний струм I=70 - 80 А.
Рис. 21. Схема накладення, швів
На отриманих зварних зразках провели дослідження хімічного складу металу шва, мікроструктури і механічних властивостей зварних з'єднань.
Аналіз експериментальних даних хімічного складу зварного шва показав (таблиця № 5, 6,7), що тип джерела живлення впливає на хімічний склад зварного шва. Це пов'язано з тим, що Nebula 315 обмежує струм короткого замикання (рис. 20), тим самим відбувається менше вигоряння легуючих елементів Si на 01.0,08% і Мп на 0,08.0,2%
Таблиця №5.
Середньостатистичний хімічний склад металу зварних швів, виконаних з труби 159x6 (сталь 09Г2С) електродами марки LB 52 U
Джерело пітаніяХіміческій склад% СSiМnSPСгNiСuДіодний выпрямитель0,100,521,030,0100,0140,030,050,03инвертор0,090,601,230,0100,0140,030,060,03 Таблиця №6.
Середньостатистичний хімічний склад металу зварних швів, виконаних із сталі 45 електродами марки УОНИ 13/55
Джерело пітаніяХіміческій склад% СSiМnРСгNiСuДіодний випрямітель0,110,300,920,0190,060,050,09інвертор0,120,311,000,020,060,060,10
Таблиця №7.
Середньостатистичний хімічний склад металу зварних швів, виконаних з сталі 12Х18Н9Т отриманих електродами марки ЦЛ 11 типу 08Х20Н9Г2Б
Тип джерела пітаніяХіміческій склад% СSiМnSРСгNiNbдіодний выпрямитель0,120,801,040,0080,01818,089,230,70инвертор0,120,821,230,0080,01818,4510,010,70
Дослідження отриманих макро - і мікроструктур проводили методом оптичної металографії з використанням оптичного мікроскопа OlympusGX - 71.
Відмінності, отримані в проведеному дослідженні мікроструктур зварного шва, можна пояснити меншим теплосодержанием краплі розплавленого електродного металу при зварюванні від інвертора (таблиця 1) і підвищеним вмістом кремнію і марганцю (таблиця 2), які, як відомо, є елементами, що знижують зростання вид-манштедтового фериту.
Зварні з'єднання, виконані від різних джерел живлення, з точки зору мікро - і макроструктури є якісними. У них відсутні зварювальні дефе...
