автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Регулирование размеров корня шва при односторонней сварке стыковых соединений с помощью флюсовых подушек

киевский пошехшчешй институт

На правах рукописи У/!« 621.791.754.042

ШШНЫЛ ВАЛЕРИЙ ВШНОВИЧ

РЕГУЛИРОВАНИЕ РАЗМЕРОВ КОРНЯ ЬВА ПРИ ОДНОСТОРОННЕЙ СВАРКЕ СТЫКОВЫХ СОВД-НЕНИЙ С [КШЦ>Ю ФМЮОШХ ПОДУШЕК

Специальность: 05.03.06 - Технология и масини

сварочного производства

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев 1991

Работа вшолнена в Луганском машиностроительном институте

Научный руководитель - каададат технически?: наук,

доцент ГВДРОВИЧ А.И.

Официальниз оппоненты - доктор технических наук

КУЗНЕЦОВ В.Д.

- кандидат технических наук

гллдаич в.и.

Ведущее предприятие - производственное объединение

"ЛУГАНСКТЕОДОВОЗ"

_3едита диссертации состоится " 9 " ¿¡еко£р>Я 1991 г. в часов на заседании специализированного совэта

К Сой.14.13 с Киевскои политехническом институте по адресу: 252056, г. Киев - 56, проспект Победы, 37, КОИ-ПЗ.

Ваа отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью организации, просим направить по указанному адресу на имя ученого секретаря специализированного совета К 063.14.13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 23" 10 1991

Ученый секретарь специали- ^

энрованнпго ссвста, кандидат тохнчиескюс наук

У

е.л.ксршенкэ

• АННОТАЦИЯ

- '<'*Л} ^настоящее время широко применяется односторонняя сварка под флюсом нк Флссоеых подушках, однако, в корне шва но редко возникают различные дефекты, что одерживает дальнейшее распространение этого высокопроизводительного способа сварки в промышленности.

Целью работы является изучение особенностей формирования корня шва при автоматической однопроходной сварке стыковых соединений и разработка мероприятий по регулирование его размеров и форм* с помощью флюсовых подушек. Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

- провести ранжирование факторов, ответственных за образование стыкового ива при односторонней сварке на флюсовой подушке и оценить роль грануляции и уплотнения подкладочного флюса на формирование корня шва;

- выявить причины и механизм образования газовых и шлаковых каналов в однопроходном ш$е при автоматической сварке под флюсом на флюсовой подушке и разработать мероприятия по их предотвращение;

- определить закономерности изменения гранулометрического состава флюса в желобе подушки при ее многократном использовании и установить причины образования неравномерности грануляции флюса;

- оценить возможность регулирования плотности подкладочного флюса в желобе подушки с помощью внешних технологических факторов, таких как приложение ударной нагрузки к флюсу, многократность предварительного его уплотнения, смещение подушки под стыком;

- по перемещению гранул флюса в пэдузкэ установить влияние линейных размеров ее желоба и конструкция промежуточного элемента на уплотнение флэса под свариваемым стыхои и, на основании полученных данных, разработать методику проектирования флюсовых подушек}

- разработать конкретные ¡мероприятия по совершенствовании флюсовых подушек, направленные на обеспечение формирования корня шва о Заданными разыергыи в соответствий с требованиями стандарта.

На защиту выносятся следующие основный положения: результаты исследований влияния грануляции подкладочного флюса и давления его уплотнения в аелобэ подушхи на размеры и форму корня шва и оделенный на основании этих результатев вывод о необходимости совместного рассмотрения этих факторов е уравнении баланса сил действующих на сварочную ванну при однопроходной сварке: результаты исследованчй процесса изменения грануляции ф.аоса, имэгяцае место при эксплуатации по-

дуски к сделанный на основя этих результатов вывод о необходимости .стабилизации гранулометрического составе флюса путем предварительного его многократного уплотнения; механизм образования в корне шва газовых к п-лаковыс каналов при автоматической сварке под флюсом и роль подкладочного флюса б процессе формирования названных дефектов; методика проектирования флюсовых подулек, учитывающая потери энергии уплотнения флюса в зависимости от его грануляции и объема в желобе, условия эксплуатации подуики; флюсовые подушки, обаспечиврюцие минимальные потери уплотнения флкзся под стыком, конструкции которых защищены авторскими свидетельствами СССР.

ОВДАЯ ХАРАКТЕР ИСТ ЛКА РАБОТЫ

Актуальность те:иы. Постоянно возрастающий рост производства сварных конструкций выдвигает задачи создания и внедрения в промышленность современных рееурсо- и энергосберегащих технологий, сварочной техники и оснастки, применения высокопроизводительных способов сварки.

В настоящее время широкое распространение получила односторонняя автоматическая старка под флюсом с формированием корня шва на покладках» которая позволяет снизить трудоемкость изготовления сварных кострукций, уменьшить габариты стендов, повысить производительность труда. Несомненный интерес представляет применение при односторонней сварке флюсоэда подухек - надежных, экономичных и конструктивно простых формирующих устройств. Однако, они нэ всегда обеспечивают формирование корня шва в соответствии с стандартомв имеют кеето различные дефекты, как внутренние, так к внешние. Для устранения этих недостатков при односторонней сварке необходимо изучить особенности влияния грануляции и уплотнения подкладочного флюса в подушках и их конструкции на формирование корня шва, что позволит повысить качество швов к расширить облать использования односторонней автоматической сварки а промышленности.

Методы исследований. Гранулометрический состав подкладочного флюса определялся путей разделения его на фракции просеивание« через набор стандартных сит. Для оценки изменения гранулометрического-состава флюса прн кногократноы его уплотнении разработано устройство порпневого типа, кмитирущее работу флюсовой геодушки. Для изучения перемещена,"! граиуд флюса и форы промежуточные элементов разработано устройство, имктирущэв сечение флюсовой подуши. Контролируемые в устройстве гранулы окрашивались а яркий цвет. Форму и размеры корня

ива определяли по поперечным и продольным макроалифам, изготовленными методами травления. Сэдерлииое шлаковых каналов определяли методами химического анализа. Зорму я размеры газовых и шлаковых каналов изучали по макроалифам. Исследования проводились с использованием метода планированного эксперимента. Экспериментально-расчетный метод испол1 зован при рант.ироиан'гЧ! ¿акторов., ответственных за формирование однопроходного шеч и при расчете параметров режима автоматической сварки под Jjmcov, Расчеты произведены на ЭВМ EC-I022 с применением алгоритмического языка fORpRAW-N. Обработка результатов исследований проводилась с использованием методов математической статистики.

Научная новизна. На основе теоретических предпосылок о взаимосвязи грануляции флюса с его уплотнением и проведенных исследований установлено, что для какцой фракции флюса соответствует оптимальное давление его сжатия, обеспечивающее поддержание сеа-рочной ванны на требуемом уровне. Лри этом большее влияние на формирование корня шва оказывает грануляпия флюса, чем его уплотнение Под стыком.

Установлено, что размеры флюсовой подушки и конструкция отдельной ее элементов оказывая?,существенное влияние на уплотнение флоса под свариваемым стыком, которая изменяется при многократном использовании подуики за счет изменения грануляции фязеа. Темп изменения гранулометрического состава флюса сняк&ется с увеличением количества циклов эксплуатации подушки и стабилизируется при иасьщении флюса гранулами пеших фракция.

¡фактическая ценность. Предложены пути регулирования passiepoii корня пва путем изменения грануляции и давления уплотнения подкладочного флюса, которые необходимо учитывать при проектировании плясовых подушек; предложена методика проектирования флиеовкс по-цушех и расчета давления уплотнения флюса; обо сна nana рациональная Jopwa промежуточного элемента подушки; разработана программа рас-zcvi параметров режима о дно сторонне Л сварки стыховкх соединений с формированием корня ива ка флюсовых подушках.

Реализация научно-технических результатов работы. Разработаны { гнедрега в протяженность ¿люеовыэ подушки,, поэголякциз зффеяглв-w использовать энергию уплотнения флвса (внедрение m предприятии i/я Г-4596) п позволяющие стабилизировать гранулометрический состав ¡)люса по высоте желоба подушки (внедрение кп предприятия п/я A-I6I9)

с общим годовым экономическим эффектом 9000 рублей.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались на. Всесоюзных конференциях по ресурсосберегающим технологиям в сварочном производстве (Челябинск, 1986; Москва, 1989), международной конференции "Сварные конструкции" (Киев, 1990), региональных научно-технических конференциях специалистов сваршиков Донбасса (Луганск, 1936), на научно-технических конференциях Луганского машиностроительного института (1933, 1985, 1987, 1989), семинарах кафедр сварочного производства Киевского политехнического института (1989) и Луганского машиностроительного института (1990, 1991).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 9 статьях и 15 авторских свидетельствах СССР.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по главам, общих выводовs списка использованной литературы и приложения. Выполнена на 177 страницах машинописного текста, содержит .% иллюстраций, 3 таблиц, 116 библиографических наименований, 10 страниц приложений.

Во введении обоснованы актуальность решаемой проблемы, необходимость изучения влияния подкладочного флюса и флюсовых подушек на формирование корня шва. Изложены основные положения работа, эыноси-мыэ на защиту.

3 первой глазе по литературным данным рассмотрена роль односторонней сварки ка флюсовых подушках е производстве сварных конструкций, описаны и анализируется процесс однопроходной сварки и факторы, определяющие формирование корня шва, описана обгцая методика проведения исследований.

Во второй главе показана роль подкладочного флюса в процессе формирования однопроходного шва, исследовано его влияние, в частности, грануляции и уплотнения на размеры и форму выпуклости корня шва. Изучен механизм образования газовых и шлаковых каналов в корено ива при односторонней сварке на флюсовой подушке. Показаны причины бразовяная неравномерности гранулометрического состава флюса в жалобе подушки и его изменение при многократном использовании последней. Исследовано влияние внешних технологических факторов на уплотнение флюса в хелобз подушки.

Третья глаза носвяв.ена изучению конструктивных особенностей фгасовда подушек на формирование корня шва на основе исследований перемещений гранул флюса в аелобе подушки. Уточнены размеры энергетически?: потерь ме\&низш уплотнения флюса в зависимости от reo-

о

метрических размеров желоба подушки. На основа экспериментальных данные разработана методика проектирования флюсовых подуаек л лрт.. ставлен расчет параметров режима односторонней автоматической сваг ки под флюсом на флюсовой подуике.

В четвертой главе показаны возможности стабилизации и регулирования размеров корня ива при сварке на флюсоЕых подушках. К мероприятиям, направленным на решение рассматриваемого вопроса, относятся: предварительная подготовка подкладочного флюса по гранулометрическому составу, использование подушен с минимальным перемещением флюса и подушек с зсестороннюл обжатием флюса при его уплотнении. Описаны активные методы регулирования размеров выпуклости корня шва.

Лриложения содержат результаты прощдаленного внедрения рг\боты.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Исследованиям односторонней сварки с обратном формированием корня шва посвящены работы Е.О. Латона, В.Д. Веселкоза, К. Тэраи и других отечественных и зарубежных ученых, литературный обзор показал, что флюсовые подушки - наиболее распространенный тиц формирующих устройств, применяемых при односторонней сварке, но при кх использовании в корне ива не редко возникают дефекты, такиь как нестабильность размеров его выпуклости по длине соединения. Попытки устранить дефекты корня шва велись преимущественно в направлении создания новых конструкций флюсовых подупек и практически не уделялось внимание изучению влияния подкладочного флюса на процесс формирования корня пва, хотя он непосредственно поддерживает сварочную ванну в заданной пространственном положении. Колебания размеров выпуклости корня шва возникают вследствие неравномерности гранулометрического состава флюса по длине желоба подушки, однако причины образования неравномерности и закономерности изменения грануляции флюса в процессе эксплуатации подушки не раскрыты, так кагс в этом направлении работы не велись, что затрудняет разработку мероприятий, направленных на стабилизацию размеров корня шва по длине соединения.

Размеры вшуклости корня тва затглечт от гранулометрического застава подкладочного флюса и степени его уплотнения под заризае-«ш стыком, о чем свкдетельс~вуют составляющие Р««* а Р»ыг в урав-1еняи баланса сил, действующих на сьарочнук ванну в зоне горения цти. Названные составляющие необходимо рассматривать совместно, гак как усилие уплотнения определяет объемный вес сыпучего

б

флюса Рср. 1 который, ъ сво;о очередь, определяет обьем расплавленного фшооа ( то есть компонент выталкивающей силы Р^,,- . Силы Рпг; и Риг находится во взаимосвязи и существенно влияэг на размеры корня ива. Ранее такой подход к рассмотрению баланса сил не применялся и не устанавливалось соответствие мезду грануляцией подкладочного флюса к степень» его уплотнения в желобе подушки, что исключало возможность регулирования размеров корня шва с помощью флюсовых подушек.

На формирование корня шва при односторонней сварке оказывает влияние ряд факторов, но среди них не определена роль подкладочного флюса и его уплотнения под стыком, так как не проводилось ранжирование фа торов, следовательно, не представляется возможным объективно оценить их значимость в процессе формирования корня ¡два.

¿1ри односторонней автоматической сварке на флюсовой подушке в в корне шва могут возникать специфические дефекты - газовые и шлаковые каналы, которые достигают значительных размеров. Издаю пред-лоложить, что эти дефекты возникают вследствие нарушения технологии сварки, однако это предположение нуждается в проверке. В литературе имеется описание газовых каналов возникающих при автоматической сварке е защитном газе, ко это описание не объясняет появление шлаковых каналов из-за отсутствия флюса в зоне сварки. Списания образования шлаковых канаяов при автоматической сварке под флюсом не обнаружено, что затрудняет разработку мероприятий, направленных на предотвращение названные дефектов однопроходного шва.

фи перемещении флюса в желобе подушки в процессе его уплотнения, в результате трения гранул о келоб и между собой, снижается эффективность работы механизма уплотнения флюса. Размеры энергетических потерь не уточнены и зависят от размеров флюсовой подушки, но в настоящее время отсутствует методика проектирования флюсовых подушек и размеры желоба выбираются произвольно без учета расхода флюса, изменения его объема и грануляции в процессе эксплуатации подушки, что затрудняет прогнозирование размеров корня ива, приводит к неправильному выбору давления уплотнения флюса.

Влияние грануляции и уплотнения флюса под свариваемым стыком на сформирование корня однопроходного ква. Размеры выпуклости корня шва при сварке на флюсовой подуска зависят от сварочного режима, грануляции подкладочного флюса и степени его уплотнения в желобе подушки. Информация относительно степени влияния тех или иных ¿ак-

•оров на формирование корня шва является весила ценной, поскольку в том случае появляется возможность эффективного управления ходом роцосеа изготовления сварной конструкции. Задача ранжированы* фак-'оров решалась с использованием экспирименга/ьно-расчетного метода : применением насыценных регулярных дробных факторных планоо, кото-ь:е зарекомендовали себя в качестве эффективного метода выделения ущественных факторов на шумовом фоне остальных. Результаты этих асчетоз и экспериментов показывает, что гра.нуллг.'пя подклздочг.ого люса оказывает существенное влияние на размеры и форму корня шва, то время как давление уплотнения флгеа не суцествзкно /змопяет ти характеристики. Вероятно, последний фактор зависят от конструк-ивных особенностей флюсовых подушек, в частности, размеров яелсба, олщины слоя флюса, которые оказывают влияние на перемещение гранул потери энергии пневморукава, вызывал в некоторых случаях эаклини-ание гранул с образованием флюсоаых "арок" э яодуичег".

Размер гранул подкладочного флюса оказывает существенное иияние не только на размеры корня шва, но и г,а его качество (г.ис. ). Как показывают эксперимен-л, в качестве подкладочного недует использовать флюс с «мерой гранул не более 1,0 1, так как флюс более крупной мшуляции не обеспечивает >рыирование корня шва в соот-!тствии с требованиями стан-;рта: в шэй имеются кнэгочис-;нные вмятины и точечные выс-тш. Флюс с гранулами менее 2 мм можно не уплотнять, так к он, имея высокую плотность, еспечивает необходимую поц-жку для поддержания сварочной ииы на заданном уровне. Сле-ет отметить, что при кзмене-и грануляции флюса в 2,5 раза рина и высота выпуклости корова изменяется примерно на 3,5 и 2,3 ш соответственно, а при, менении давления уплотнения флюса в 2,5 раза эти же характеристики рня шва изменяются примерно на 1,15 и 0,75 мм соответственно. Та-

Дв&!2ьие ЁтЗуха £ пжВж^/хс&^Ш

Рис.1, Изменение ширины (Ш) и высоты (В) выпуклости корня шва в зависимости от грануляции подкладочного флюса и давления зоздуса в пн'-зыорукаве флюсовой подуикк (толщина деталей 10 е-л; К - крупные, С- средние, М - мзлкчз гранулы флоса).

¡oo

f.Q

Iм i 10

<1 га ■ti о

==

у tí 1 s 0.

!\

1.0 §

№ %

ОЛИ ¿i V

ккк образом, изменение грануляции подкладочного флюса приводит к изменению ^чуклости корня шва более чем в три раза, чем изменение давления уплотнения флюса при проч!к равных условиях.

Гранулы флюса имеют неправильную форму, острые выступы и, обладая незначительной прочностью, легко разрушаются, что приводит к изменению гранулометрического состава за счет измельчения флюса и увеличения содержания пылевидной фракции (рис. 2). Очевидно, количество циклов уплотнения флюса в желобе подушки должно ограничиваться по двум причинам: во-первых, увеличивается неравномерность гранулометрического состава флюса и меняется его грануляция и, во-вторых, увеличивается содержание пилеввдной фракции Еыше уровня, допускаемого ГОСТ 9087-31. Экспериментально установлено, что при многократном уплотнении флюса его гранулометрический состав стабилизируется, однако количество циклов предварительного уплотнения флюса для каждой марки является конкретным. Так, флюс АН-348А необходимо просеивать уже после 50-ти кратного его уплотнения, а флюс АНЦ-1 - после 350-ти кратного использования подушки, то есть фляс АКЦ-1 позволяет примерно в 7 раз увеличить эксплуатацию подушки без просеивания в ней флюса, что говорит о хороших его механических характеричтиках.

Экспериментально установлено, что газовые и шлаковые каналы, возникающие в корне шва при односторонней автоматической сварке на флюсовой подушке, являются следствием нарушения сварочного режима. При сварке на высоких скоростях происходит отклонении движущейся дуги от корнали, возростают размеры газового пузыря и образуется нависание металла сварочной ванны над её кратерной частью. Это вызывает скопление газа и шлака в приданной зоне сварочной ванны, выход которых на поверхность шва ограничивается направлений! действием сварочной дуги, что приводит к образованию в корне шва газовьк и шлаковых каналов. Грануляция подкладочного флюса оказывает влияние на форму и размеры газовых каналов: крупный флюс способствует

гсо зоо № Цихш ¡/мотнешь, шт.

Рис.2. Влияние количества уплотнения флюса АН-343 А на изменение его гранулометрического состава.

возникновению коротких и разветвлении* каналов, а средний и мелкий-длинных и цилиндрических, подкладочный флюс не оказывает влияние на образование шлаковых каналов.

Неравномерность гранулометрического состава флюса в желобе образуется по двум причинам: во-первых, заполнение яелоба производится без предварительного перемешивания фляса, в том виде, в котором он находился в упаковке и, зо-вгорьгс, в процессе эксплуатации флюсовой подуши, подкладочный флюо неравномерно изменяет свой гранулометрический состав.

Плотность флюса под свариваемым стыком можно регулировать (изменять) путем воздействия на желоб ударной нагрузкой, многократным уплотнением флюса без его рыхления, смещением промежуточного элемента в желобе подушки.

Влияние конструктивных особенностей флюсовых подушек ни формирование корня шва. Толщина слоя флюса в желобе подушки оказывает влияние на его уплотнение под стыком, следовательно, :: на размера выпуклости корня шва, С увеличением толщины слоя подкладочного флюса возрастают потери энергии пневкорукава, которые вознгпетт из-за трения гранул флюса в процессе его уплотнения. Яри выборе д&р.лама уплотненно флюса необходимо учитывать кезвакныэ потери, разкер которых можно определить аналитически по сг^хиени», учитузагчему линейные размеры желоба подушки и грануляции подкладочного флюса:

где Р - давление уплотнения флюса в желобе подуши», ¡'Да ij ... - размеры гранул флиса коздой 'фракции, мм; W»... (%)п - процентное содержание соответствует фракций флюса, %\ К - коэффициент, учитывающий тют и марку флсса; Н - толщина слоя флюса, мц; "f- коэффициент бокового давления;

- коэффициент трения Гранул флюса кеждой фракции; ft - количество фракций флюса, ит; А - ширина желоба подушки, мы; В - длина, желоба яодулхи, мм.

Выталкивающая сила Р9ЫТ в уравнении баланса сил, действующих на сварочную ванну в зоне горения дуги, зависит от грануляции лодк-

лчдочного флюса $ и механической сипы ?'мех, создаваемой механизмом уплотнения флюса и связана с названными характеристиками-функциональной зависимостью, показывающей, что колебания размеров корня шва может возникать только при неравномерности гранулометрического состава подкладочного флюса по длине желоба подушки:

где ( - удельный вес жцдкого шлака и металла сварного

шва соответственно, г/см^.

Промежуточные элементы жесткой конструкции, расположенные над механизмом уплотнения флюса, оказывают существенное влияние на плотность флюса под СЕариваеиыа стыком. Наличие вертикальных выступов на промежуточном элементе, обращенным к стыку, позволяет создавать различную плотность флюса по сечению келоба лодушки и предупредить возникновение "арочного" эффекта во флюсе. При этом наилучше результаты достигаются в том случае, если ширина выступа соответствует ширине выпуклости корня шва и он находится в центре промежуточного элемента.

При проектировании флюсовых подушек необходимо стремиться к минимизации их линейных размеров, чтобы снизить вероятность и темп образования неравномерности гранулометрического состава флюса. В первую очередь вычисляют ширину желоба с учетом ширины корня шва и толщины С! лаков ой корки, определяют глубину желоба с учетом условий эксплуатации подушки. Длину желоба следует принимать соответствующей длинр свариваемого стыка с учетом наличия технологических планок цо торцам соединения, что обеспечивает равные условия воздействия на флюс по всей длине подушки. Расчитав желоб на прочность и определив грануляцию используемого флюса, вычисляют необходимое давление его уплотнения по выражению (I).

Существует множество таблиц параметров режима сварки под флюсом на флюсовой подушке, однако, данное в них не однозначны, чтс затрудняет гыбор рекомендаций, которых следует придерживаться на практике. Полученные метода/и регрессионного анализа зависимости учитывают сведения всех табличных параметров режима сварки и позволяют определять координаты впктора сварочного рзжима. Зависимости удобны для практического применения, так как содержат только один параметр в качестве исходных данида - толцику свариваемых деталей:

(2)

10 = 4,95 + 110,58 -8 - 6,9903( 8 - 2)2 + 0,17361( 9 - 2)3 (3)

ОТ = 27,3 + 0,2-/? * 0,0505( <? - 2)2 - 0,0021 ( 8 - 2)3 (4)

ЦТ« 24,7 + 1,2-8 - 0,03004( $ - + О.СОО{ 8 - 2)3 (5)

V, = I / (0,023 - 0,0001-^ + 0,0001-й"2) (6-,

где 10 - сварочный ток, А;

Но - напряженке на дуге при сварке на постоянном токе обратной полярности, В;

1Г- напряжение на дуге при сварке на переменном токе, В;

V, - скорость сварки, и/ч.

Регулирование размерив и формы выпуклости корня шэа с пом.'лдью флюсовых подула к. Лотерл энергии уплотнения флвса под свариваемым стыком можно снизить, если в качестве механизма уплотнения $люса использовать свариваемые детали и прижимы, обеспечивании подаатие изделия к желобу подушки. Для этого необходимо использовать подушки с изменяющимся объемом желоба, причем подвижные элементы подушек целесообразно располагать в верхней части желоба и выполнять ггх из теплопроводного материала, что позволит обеспечить снижение уровня остаточных сварочных напряжений и деформаций за счет дополнительного отвода тепла эт свариваемого стыка.

Для стабильного формирования корня шва по длине соединения необходимо использовать флюсовые подушки, конструкции которых предусматривают изменение линейных размеров желоба в соответствии с длиной свариваемого стыка, что позволяет создавать равные условия уплотнения фгаэса по длине жея ;<5а. ¿ласовые подутаки, обеспечивающие полную выработку флюса за один цикл использования позволяют прогнозировать размеры корня шва благодаря постоянной замене флюса. Повысить плотность флюса под свариваемым стыком можно с использованием флюсовых подушек с объемным обжатием флюса боковыми пнсвмо-рукавами, а разрушать "арки" - дополнительным пнеаморукавом, установленным в желобе подушки.

О использованием этих положений разработаны флюсовые подушки, залнщенные авторскими сацветэльствами СССР № 1130220 .и № 1204356, которые внедрены па предприятиях п/я Г-4695 и п/я А-1619 соответет-взпно, позволимте получать суммарный экономический эффект 9000 рублей.

ОСНОВНЪЗ РЕЗИЫШ И ВЫВОДЫ ЛО РАБОТЕ

1. Нестабильность размеров выпуклости корня шва по длине соединения обусловлена неравномерностью гранулометрического состава подкладочного флюса в желобе подушки, причинами образования которой является отсутствиэ перемешивания флюса после транспортировки и изъятия его из тары и многократность использования подушки без замены в ней флюса, что приводит к изменению егс грануляции, в частности, к измельчении. Роль второго фактора несомненно высока

и цикличность использования флюсовой подушки должна учитываться технологией изготовления саарной конструкпии.

2. Размеры и форма вьлуклости корня шва зависят от грануляции подкладочного флюса и степени его уплотнения в желобе подушки, йлне с гранулами размером 1,6 мм и более ислользозать в качестве подкладочного не рекомендуется, так как он не обеспечивает формирование корня ква должного качества и требуемых размеров. Грануляция подкладочного флюса оказывает более существенное влияние на размеры выпуклости корня шва, чем его уплотнение, так как составляющая РЕЫТ в уравнении баланса сил, действующих на сварочную ванну, определяется объемом расплавленного флюса, который, в свою очередь, зависит от плотности сшучего флюса и давления его уплотнения Рмех- Названные составлящие силы находятся в функциональной зависимости и позволяют объяснить изменение размеров выпуклости корня шва по длине соединения при стабильной работе сварочного оборудования.

3. Газовые и шлаковые каналы в стыковых однопроходных швах образуются вследствие нарушения сварочного режима, в частности, завышения скорости сварки и использовании подкладочного флюса крупной грануляции. Это вызывает отклонение дуги от нормали и приводит к образованию нависшего участка металла сварочной ванны над газовым пузырем. Лод нависший участок захлестывается газ и шлак, формирующие каналы в корне ава. Для предупреждения образования названных дефектов необходимо скорректировать св&рочный режим и использовать флюсы средней и мелкой грануляции (1,2 - 0,2 мм).

4. Линейные размеры флюсовых подушек оказывают влияние на уплотнение флюса под стыком. С увеличением толщины слоя флюса (увеличение высоты подушки) возростают потери энергии пневморукява за счет трения гранул флюса в процессе его уплотнения. Бызеденная аналитическая зависимость позволяет подсчитать размер названных по-

терь. Для обеспечения формирования выпуклости корня шва требуемых размеров, давление сжатого воздуха в пневморукаве должно назначаться -с учетом потерь, зависящих от размера желоба подушки и грануляции" подкладочного флюса.

5. Внешние технологические факторы, а именно: многократность уплотнения флюса без рыхления, приложения ударной нагрузки уплотнения и смещение промежуточного элемента в яелобе позволяют повысить плотность флюса под свариваемым стыком. Внешние факторы воздействия на подкладочный флюс можно использовать при недостатке воздуха в пневмосети и при сварке в нестационарных условиях, а также можно уменьшить габариты флюсопых подушек.

6. Конструкция и форма промежуточного элемента в желобе подушки оказывают существенное влияние на уплотнение подкладочного флюса. Наибольшая эффективность использования энергии уплотнения флюса наблюдается при применении промежуточных элементов ступенчатой конструкции, причем, если ширина Еыступа соответствует ширине выпуклости корня ива, во флюсе не возникает "арочный" эффект и создаются равные условия уплотнения флюса. На основе проведенных исследований разработана методика проектирования флюсовых подугаэл.

7. Параметры режима сварки, представленные в многочисленных таблицах, в ряде случаев неоднозначны, что затрудняет правильность их выбора для конкретного типа соединения. Используя метода регрессионного анализа, произведена обработка массива данных табличных режимов сварки и получены зависимости позволяющие определять координаты вектора сварочного режима. Зависимости удобны для практического применения так как в качестве исходных данных используют всего один параметр - толщину свариваемых деталей.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях-.

1. А. с. 1177111 СССР. МНИ4 В 23 К 37/05. Подкладка для сварки / В.Ь.Калшный, А.И.Гедрович, ОД.Вхнг». - Опубл. 07.С9.85, Еюл. № 33.

2. А. с. 1180220 СССР. МЮ14 В 23 К 37/06. Флвсомедная подкладка / В.Б.Калюжный. - Опубл. 21.09.65, Бил. Я 35.

3. А., с. 1201С97 СССР. ГШ4 3 23 К 37/Со. Нестационарное устройство для формирования обратной стороны шва / В.В.Калюжный, А.И. Гедрович, О.Л.Схно. - Опубл. 30.12.85, Вюл. №40.

4. Односторонняя сварка под слоем флюса: современное состоя-

■wü, проблею и перспективы развития / Калюкнкй В.В. 5 Ворошиловгр. машикостроит, ин-т, -- Ворошиловград, 1936. - 101 е.: ил. Бнблиогр.: 29 назв. - Рус. -Дел. в УкрНШНТИ 03.01.76, № 196 Укбб.

5. А. с. 1204356 СССР. ЖИ4 В 23 К 37/06. Флясовая подушка для формирование обратной стор>ны шва / В.В,Калюжный. - Опубл. 15.01 „36, Бол. Р 42.

6. Гедрэвич А„И., Калюжный В.Б. Исследование формирующих устройств лри односторонней сварке деталей встык // Всесоюз. конф, "Экономия материальных, энергетических и трудовых ресурсов в сва-рочисм ироизЕоцстве". Челябинск, сентябрь, 1936,: Тез. докл. - Челябинск: УДНТЛ, 1935. - С. 57 - 5Э.

7. А. с. 40693 riS?. МЛК В 23 К 9/02. £ормиращо устройство / А.Й.Гедоович, М. П. Пет ко, В.В.Калюжный. - Опубл. 16.02.87, Вюл. »2.

3. А. с. Х2997С5 СССР. МКИ4 В 23 К 37/06. Злюсомедная подкладка / В.В.КалюккыГ;. - Опубл. 30.03.37, Бюл. » 12.

9. А. с. 1333520 СССР. ЖИ4 В 23 К 37/06. Устройство для формирования обратной стороны пва / В.В.Калжный. - Опубл. 30.03.87, Бюл. 30.

10. А. с. 1337225 СССР. МКИ4 В 23 К 37/06. 5люсомедная подкладка / В.В.Калвзшый. -• Опубл. 15.09.87, Вюл. -е 34.

Но А. с. 1342654 СССР. Ш!4 В 23 К 37/06. Устройство для формирования шэа / В. В. Калюжный о - Опубл. 07.10.37, Бил. К1 37.

12. А. с. 1395446 СССР. Ш14 В 23 К 37/06. Устройство для формирования шва / В.В.Калхшшй. - Опубл. 15.05.33, Бюл. ¥ 18.

13. А. с. 1423333 СССР. 1КИ4 В 23 К 37/35. Формирующее устройство для сзарки продольных швов / В.В.КалкшшЙ. - Опубл. 15.03.83, Кил. » 13,

' 14. А. с. 1423339 СССР. ШИ4 В 23 К 37/06. Устройство для формирования обратной стороны шва / З.В.Кашхный. - Опубл. Í5.C3„S3, Бил. » 10.

15. А. с. I46I6I6 СССР. ШИ4 В 23 К 37/06. Устройство для •формирования корня шва / А.И.Гедрович, Т.И.Богуславская, В.З. Ка-люаккп. - Опубл. 28.02.39, Бюл. № 8.

16. Каистакй В.В., Гедрович А. И., Криеренко Т. С. Односторонняя автоматическая сеэрхе стыковых соединений на флюсовой подушке -niel-orne конструкций // Всесоюз. нонф. "Ресурсосберегающие технологии з сварочкок■ производстве для мажикостроительного комплекса",

апреш,, J$3&„: les. докл. - IÍ.: Ш, 1989. - G. 24 - 25.

17. А. г, 1342764 СССР. ШГ В 23 К 37/06. Устройство для фор-

ыирования корня кольцевого тва / В.В.Калюжный. - Опуб/'.„ 15.02.90, Бал, № б,

13, Калюжный В.В, Переносное устройство для сварки продояы м стыков обечаек // Сварочное производство. 1330. - .'>*• о. - С. 30.

19. Калюжный В.В. Регулирование размеров и ^ормы корневого валика при односторанней автоматической сварке с ломощьв флюсовой подушки // Международн. ион р. "Сварные конструкции4, Киев, сентябрь. 1990.-. Тез. докл. - Киев; ЮС км. Е.О.Латона, 1900. - С. 12В.

20. КальжныЯ В.В., Тарарычкин ".Л. Выбор резсимс одностопные/ автоматической сварки на {лссовой подушке // Сварочное произзодстг.. 1990. - № 10. -С. 7-9.

21. А. с. 1593872 СССР. Ш5 В 23 К 37/06,. Устройство для формирования корня кольцевого шва / В.В.Калюжный. « Опубл. 23.С9.90, Вял. №35„

22 „ Калюжный В.В. Оценка информационной активности по вопросу формирования корневого валика при однопроходной автоматической сварке // Сварочное производство«, - 1991, - № 2» - С. 41 - 43,

23. Калганы:1. В„8, Лереносное устройство для формирования кор-ля ива // Сварочное производство. - 1991. - № 5. - С, 23 - 23,24. Наложный В.В. Газовые и шлаковые каналы е однопроходном иве при автоматической сварке под флюсом на флюсовой подулке // 'варочное производство. - 1991. - }? 5. ~ С. 37 - 39.

¿ичкнй вклад автора. Работы [2,4е5,3-14,17-19,21-24] ьккодне-га автором самостоятельно, остальные - в соазгорстве^ Э работах [1, I, 15,20] , выполненных в соавторстввц основной вклад принадлежит диссертанту. В работах [б,7Дб] диссертанту принадлежит основной 1клад в постановке и проведении экспаргогекта.

Подл, в печ. 22.10.91. формат 60x64/16. Бум. офс. >'2. Офе. печ. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Зак. Ыс Бесплатно.

Отпечатано на ротапринте Луганского машиностроительного института