V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Цель работы: повышение производительности и качества сварных швов путем замены ручной аргонодуговой сварки на автоматическую при сварке кольцевых поворотных стыков трубопроводов. 

Исследования проводили на образцах из алюминиевого сплава АМг3 и нержавеющей стали 09Х18Н10Т, имеющих диаметры от 18 до 63 мм с толщиной стенок от 0,8 до 2,5 мм.

Подготовка кромок под сварку осуществлялась в соответствии с производственной инструкцией «Сварка дуговая алюминиевых и коррозионностойких сплавов в среде инертных газов».

При ААрДЭС в качестве защитного газа применялся аргон высокой чистоты (ГОСТ 10157-79), вольфрамовые электроды: для АМг3 - чистый вольфрам, для 09Х18Н10Т - церированный вольфрам, с содержанием окисной добавки - 1,8-2,2% (СеО2); присадочная проволока (для АМГ3 - св-АМг3, для 09Х18Н10Т - св-06Х19Н9Т.

ААрДЭС производили на установке орбитальной сварки (УОС) фирмы ORBIMATIC в которую входят: - универсальный источник питания как постоянным, так и переменным током ORBIMAT 300 AC/DC; - станок для орбитальной сварки поворотных стыков труб WELDING LATHE DV 200-1500.

 Сварка образцов осуществлялась на режимах, указанных в таблице 1.

Таблица 1

Режимы ААрДЭС алюминиевого сплава АМг3 (Ø 28×1,0) и нержавеющей стали 09Х18Н10Т (Ø 28×1.0) 

Материал	АМг3	09Х18Н10Т
Род тока	Перем.	Пост.обр.пол.
Диаметр электрода, мм	2,4	1,6
Диаметр проволоки, мм	1,6	1,2
Сварочный ток / конечный ток, А	40,0 / 8,0	39 / 8,0
Напряжение дуги, В	11-13	11-13
Скорость сварки, м/ч	6	6,6
Скорость подачи проволоки, м/ч	22,8	15,6
Задержка старта подачи проволоки, сек	1,0	2,0
Задержка остановки подачи проволоки, сек	3,0	1,0
Расход аргона, л/мин	15	15

Подачу защитного газа во внутреннюю область трубы осуществляли при помощи специальных приспособлений (рисунок 1).

Рисунок 1 - Приспособление для подачи газа во внутреннюю область трубы.

Исследования сварных образцов заключались в рентгенографическом просвечивании, определении предела прочности при растяжении и угла загиба.

В сварных образцах из сплава АМГ3 были выявлены отдельные немногочисленные поры, размером до 0,4 мм, что по технической инструкции допустимо. Трещин, включений и несплавлений не обнаружено.

Фотографии образцов, подвергавшихся механическим испытаниям, представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Фотографии образцов, подвергавшихся испытаниям.

 При испытании на разрыв стыковых соединений из алюминиевого сплава АМг3 разрушение происходило по основному металлу. Результаты механических испытаний отображены в таблице 2.

Таблица 2  

Результаты механических испытаний 

09Х18Н10Т		АМг3
σв, МПа	α, град	σв, МПа	α, град
630	130	210	115
610	128	210	118
620	131	220	120
615	129	215	118
620	130	215	118.5
620	127	220	120

Как следует из таблицы 2, разброс значений прочностных свойств сварных соединений незначителен и находится на уровне свойств основного металла. Механические свойства сварных соединений соответствуют требованиям, предъявляемым к соединениям из алюминиевого сплава АМг3 и нержавеющей стали 09Х18Н10Т.

При ручной АрДЭС 46,8% изделий приходилось на доработку всех труб, из них 3% на неустранимый брак. С внедрением УОС дефектность заметно снизилась.

Статистика дефектов, выявленных в сваренных образцах, представлена на рисунке 3.  

Выводы:

Результаты исследований показали, что:

1.      Качество сварных швов при замене ручной АрДЭС на автоматическую значительно повышается.

2.      При ААрДЭС повышается производительность процесса и облегчается труд рабочего.

Код для цитирования: Скопировать