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 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.
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.
