СТАТИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЗВАРЮВАЛЬНОЇ ДУГИ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990252023286586Ключові слова:
Ключові слова: Cтатична характеристика дуги, низька напруга на дугі, стабільність процесу, одностороннє високошвидкісне зварювання труб для газо- і нафтопровідних магіс-тралей, ударна в’язкість зварних з’єднаньАнотація
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 виробництво
2023 р. Вип. 25
Машинобудування і зварювальне виробництво
14
з’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 газоі 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.
Посилання
Рижов Р.М. Магнітне керування якістю зварних з’єднань /Р.М. Рижов, В.Д.
Кузнецов. – К.: Екотехнологія, 2010. – 288 с.
Кесаев И.Г. Катодные процессы электрической дуги / И.Г. Кесаев. – М.: Наука,
–244 с.
Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга /Г.И. Лесков. – М.: Машиностроение,
–334с.
Кривцун И.В. Комбинированные лазерно-дуговые процессы обработки материалов
и устройства для их реализации. – Дис. докт. техн. наук: /И.В.Кривцун. – Киев, 2002. – 393 с.
Райзер Ю.П. Физика газового разряда / Ю.П. Райзер. – М.: Наука, 1992.–536 с
Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток / В.Л.Грановский.
– М.: Наука, 1971. – 543с.
Финкельбург В. Электрические дуги и термическая плазма / В.Финкельбург, Г.
Меккер. – М.: Изд-во иностр. лит., 1961. – 369 с.
Уайт Р.М. Квантовая теория магнетизма.– М.: Мир, 1972.–306с.
Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика / Г.Н. Абрамович. М.: Наука, 1969.
– 824с.
Наука та виробництво
р. Вип. 25
Машинобудування і зварювальне виробництво
Сварка с электромагнитным перемешиванием / В.П. Черныш, В.Д.Кузнецов,
А.Н.Брискман, Г.М.Шеленков.–К.: Техника, 1983.– 127с.
Черныш В.П., Рыжов Р.Н. Зависимость параметров управляющего магнитного
воздействия от энерговложения встык при дуговой сварке / В.П. Черныш, Р.Н. Рыжов
//Автоматическая сварка. – 1998. – №5. – С.49 –51.
