Способ получения искусственного дефекта в сварном шве

 

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам получения искусственного дефекта в сварном шве. Целью является получение искусственных дефектов в сварных образцах из легких сплавов для исследования их свойств. Для этого сварку осуществляют вольфрамовьм электродом. Электрод берут диаметром, меньшим диаметра электрода, оптимального для выполнения сварки на 5-20%, и с вылетом , на 100-20% большим оптимального. В процессе сварки осуществляют сбрасывание капли путем направленного механического воздействия на электрод без касания сварочной ванны. Для увеличения размеров капли на конце электрода сварочный ток увеличивают на 20% по сравнению с оптимальным. способом получают дефект в-ольфрамо-; вое включение в заданном для иссле.- дований месте шва, по его глубине. При многопроходной сварке дефект nd- лучают на заданном для исследований проходе. 2 з.п. ф-лы. 2 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ai (19) (И) (д1) 4 В 23 К 28/00 7/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4062464/25-27 (22) 25.02.86 (46) 07.06.88 ° Бюл. №- 21 (72) N.Ä.Ìàìîí и А.В.Горбачевский (53) 621.791.75.011(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 803035, кл. В 23 К 28/00, 1980.

Бродский А.Я. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом. — М.: Машгиз, 1956, с. 81-84. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО

ДЕФЕКТА В СВАРНОМ ШВЕ (57) Изобретение относится к области сварки, в частности к способам получения искусственного дефекта в сварном шве. Целью является получение искусственных дефектов в сварных образцах из легких сплавов для исследования их свойств. Для этого сварку осуществляют вольфрамовым электродом.

Электрод берут диаметром, меньшим диаметра электрода, оптимального для выполнения сварки на 5-207., и с вылетом, на 100-20% большим оптимального.

В процессе сварки осуществляют сбрасывание капли путем направленного механического воздействия на электрод без касания сварочной ванны. Для увеличения размеров капли на конце электрода сварочный ток увеличивают на

20% по сравнению с оптимальным. Таким способом получают дефект "вольфрамо-; вое включение в заданном для иссле; дований месте шва, по его глубине.

При многопроходной сварке дефект пблучают на заданном для исследований проходе. 2 з.п. ф-лы. 2 табл.

1400827

Изобретение относится к сварке с получением искусственных дефектов, может быть использовано при исследо5 ванин влияния дефектов типа вольфрамовое включение (W-включение) на свойства сварных соединений легких сплавов и обеспечивает получение

W-включений в образцах с прямолинейными, круговыми и кольцевыми швами, fp выполняемых аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом на переменном токе.

Целью изобретения является получе- ние искусственных дефектов в сварных 15 образцах из легких сплавов при исследовании их свойств путем получения дефекта заданного размера в заданном участке по высоте и сечению шва.

Сущность способа заключается в ис- 2р пользовании хорошего смачивания расплавленным металлом сварочной ванны и седиментации в ней за счет грави, тационных сил капель расплавленного вольфрама, сбрасываемых в процессе 25

1 сварки механическим путем с конца вольфрамового электрода, (В качестве электрода выбирается пруток чистого вольфрама, отличающийся от лантанированного, торированногоу» ! и других несколько пониженной термостойкостью. Диаметр вольфрамового прутка меньше оптимального для сварки на 5-20% (для быстрого получения капли на торце), а его вылет из горелкисоответственно на 100-20 больше рабочего, в зависимости от частоты ! сбрасывания капель.

Выбор вольфрамового прутка в каче-10 стве электрода диаметром на 5-20 меньше оптимального рекомендуемого для сварки и увеличение его вылета на

100"20Х от рабочего обусловлены необходимостью регулирования частоты получения включений (на определенное расстояние друг от друга). Чем меньше диаметр электрода и чем больше .его вылет, тем более высокая частота получения включений. Уменьшение диаметра электрода более чем на 20 и увеличение длины его вылета более чем на

100Х приводит к быстрому, нерегулируемому оплавлению торца электрода, образованию больших капель и самопроиэвольному отрыву их с торца, блужда55 нию дуги по торцу и ухудшению качества шва (появление непроваров, волнистости шва).

Если диаметр электрода уменьшается менее чем на 5Х а вылет увеличивается менее чем на 20 от оптимального, то требуемый размер капли (для получения заданного размера дефекта) не успевает сформироваться при подходе к месту сбрасывания и количества расплавленного вольфрама недостаточно для образования сбрасываемой капли.

Это приводит к снижению точности и частоты получения в сварных швах заданных по размеру и по месторасположению дефектов типа вольфрамовое включение.

Выбор диаметра вольфрамового прутка и вылета электрода определен опытно-экспериментальным путем . в сварных швах пластин сплава АИгб размером

6 100 .300 мм необходимо получить сварочные дефекты типа вольфрамовое включение диаметром 1,0-2,0 мм на расстоянии 40 мм друг от друга. Сварку проводят на переменном токе с ис- . пользованием стандартного источника питания на режиме: Iñâ=350 А; Vñâ=

=18 м/ч Я „ =15 л/мин. Рекомендуемый диаметр вольфрамового электрода

5 мм, вылет электрода из горелки 5 мм.

Результаты экспериментов приведены в табл. 1 и 2.

Из табл, 1 и 2 видно, что стабильное получение вольфрамовых дефектов размером 1 0-2,0 мм на расстоянии

40 мм друг от друга при сварке возможно при выборе диаметра электрода на 5"20 меньше оптимального и вылете электрода на 100-20 больше рабочего.

При однопроходной сварке подготовленные под сварку пластины (толщиной

1-5 мм) сваривают на режимах, обеспечивающих требуемую форму шва. Сбрасывание капли с конца .вольфрамового электрода в заданном месте производится путем направленного механического воздействия на него, например, другим вольфрамовым прутком сверху вниз, без касания им сварочной ванны.

С целью создания большей по диаметру капли на конце вольфрамового электрода и более неустойчивого ее.механического состояния при подходе к месту сбрасывания (за 2-5 мм) увеличивают сварочный ток на величину до 20 от рабочего. Увеличение тока более чем на 20 приводит к быстрому образованию капель и самопроизвольному их сбрасыванию с конца электрода. После сбрасывания капли для формирования

1400827 конца электрода до размеров, обеспечивающих при сварке требуемую форму шва, необходимо уменьшить (восстйновить) сварочный ток и длину дуги до

5 рабочих.

Для получения W-включений на заданной высоте по сечению сварного шва необходимо использовать многопроходную сварку образцов без разделки 10 (при двухпроходной. сварке пластин преимущественно толщиной 4-10 мм) или с разделкой кромок (при трех и более проходах на пластинах преимущественно толщиной 8-20 мм) и сбрасывать капли 15 с конца вольфрамового электрода на заданном проходе, а при необходимости — на каждом из них. При этом необходимо соблюдать условие, чтобы последующий проход после сбрасывания : 20 капли выполнять с минимальной глубиной проплавления для исключения касания расплавленным металлом сварочной ванны полученного W-включения. В противном случае, за счет несмачивания 25 твердое W-включение выталкивается направленной кристаллизацией на поверхность сварочной ванны.

Например, необходимо получить

W-включение в сварном соединении 30 сплава АМгб в пяти заданных местах.

Пример 1. Размер пластин

300 ° 100 3 мм. Подготовка поверхности пластин — щелочное травление, а не- . посредственно перед сваркой — шабре35 ние кромок для присадочной проволоки — щелочное травление. Режим аргонодуговой сварки: V =12 м/ч, I, 140 A, L 3 мм.Рекомендуемы диаметр тарированноrо вольфрамовоro 40 электрода 4 мм.

Для получения W-включений в сварных швах выбран электрод из чистого вольфрама диаметром 3,5 мм, а длина дуги 5 мм.

Сварка осуществляется на стальной подкладке с глубиной проплавоформирующей канавки 0,8 ммъ .Во время сварки для получения единичных Ъ-включений в требуемом месте сбрасывание капли осуществляется путем механического толчка вольфрамового электрода другим вольфрамовым прутком сверху вниз без касания сва— рочной ванйы. Получаемые W-включения в заданных пяти местах диаметр I

2,5 мм.

Пример 2. Размер пластик

300 100 10 мм. Подготовка поверхности под сварку, режим сварки и диаметр электрода те же. Для получения W-включений на высоте 5 мм сбрасывание производится на втором сварочном проходе (из трех), как и в примере 1. Диаметр получаемых включений по результатам рентгеноконтроля 1-2,5 мм.

Пример 3. Размер пластин

300 100 ° 3 мм. Подготовка поверхностей под сварку, режим сварки и диаметр электрода прежние. За 2-5 мм до места сбрасывания капли сварочный ток увеличивается до 170 А, а после сбрасывания восстанавливается до рабочего.

Формула изобретения

1, Способ получения искусственного дефекта в сварном шве, при котором сварку выполняют вольфрамовым электродоМ и в процессе сварки осуществляют сбрасывание капли расплавленного металла электрода в сварочную ванну, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью получения искусственных дефектов в сварных образцах из легких сплавов для исследования их свойств путем получения дефекта заданного размера в заданном участке по высоте и сечению шва, для сварки используют вольфрамовый электрод с диаметром, меньшим диаметра электрода, оптимального для выполнения сварки на 5-20Х и сварку ведут с вылетом электрода, большим оптимального на 100-20 .

2. Способ по и.1, о т л и ч а ю шийся тем, что перед сбрасыванием капли в момент подхода электрода к месту сбрасывания силу тока увеличивают íà 20Х от оптимального значения.

3. Способ по п 1, о т л и ч а юшийся тем, что сбрасывание капли производят на заданном проходе при многопроходной сварке.

1400827

Таблица 1

Диаметр электрода, мм

Расстояние между включениями, Диаметр включений, мм Примечание мм

3 ° 1 Зь5 2э8 Звб Зю 1

31 25 33 12 17 16

Капли вольфрама падают самопроизвольно

3,8

4,0

4,5

5,2

5,5

Таблица2

Диаметр включений, мм Примечание

Расстояние между включени ями, мм электрода, мм

58 58 85 49 75 0,5 О, 8 1,2 0,6 0,3 0,9

40 41 42 40 40 1,3 1,7 1 5 1,2 1,7 1,7

40 40 39 40 40 1,5 1,6 1,6 1,9 1,7 1,5

40 40 40 41 40 1,5 1,8 1,7 1,8 1,8 1,9

2337163119192826232531

13

Сброс капель самопроизвольно

Составитель Л.Назарова

Редактор И.Николайчук Техред М.Ходанич Корректор И.Куска

Заказ 2753/16 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

40 40 39 40 39 40

39 40 40 40 40 41

40 40 40 41 40 40

53 68 49 87 74 68

1,8 1,7 1,9 1,8 1,7

1,5 1,9 1,6 1,8 1,8

1,6 1,7 1,4 2,0 1,9

0,7 1,0 0,6 0,8 1,4