Основные аспекты сварки цветных металловПри анализе микроструктуры сварных соединений было отмечено, что в шве образуется неравномерная структура из мелких и крупных зерен феррита и перлита (рис. 3.4, а), зона сплавления в виде плавного перехода от наплавленного металла к основному (рис. 3.4, б), что говорит о длительном пребывании расплавленного металла в жидкой фазе, в околошовных зонах наблюдаются грубые закалочные структуры (рис. 3.4, в). Крупные зерна феррита и перлита на участке нормализации (рис. 3.4, г) свидетельствуют о значительном перегреве основного металла в этой зоне, что может быть вызвано большим объемом сварочной ванны и длительным пребыванием расплавленного металла в перегретом состоянии.

Во время проведения экспериментов появились определенные затруднения. Хотя применение импульсной дуговой сварки без коротких замыканий обеспечивает хорошее сплавление кромок деталей при соединении в замок за счет увеличения площади оплавления широким столбом дуги. Однако, наложение последнего облицовочного шва, вследствие высокого газодинамического воздействия импульсной дуги на металл сварочной ванны, сильно затрудненно.

г,д

Рис. 3.4. Микроструктура сварного соединения из стали 30ХГСА, выполненного импульсной дуговой сваркой без коротких замыканий: а) шов; б) зона сплавления; в) участок перегрева; г) участок нормализации; д) основной металл

При сварке образцов импульсной дуговой сваркой с короткими замыканиями также столкнулись с некоторыми трудностями: с увеличением вылета электродной проволоки пропадает возможность управления переносом электродного металла в сварочную ванну; узкий столб дуги не обеспечивает надлежащего оплавления кромок свариваемых деталей с щелевой разделкой для получения качественного сварного соединения, что вызывает необходимость в поперечных колебаниях электрода. Однако малое раскрытие кромок щелевой разделки не позволяет нормально выполнять поперечные колебания электродом. В результате в сварном соединении образуются дефекты в виде непроваров и трещин, что снижает качество формирования шва и работоспособность сварного соединения в целом.

а, б, в:

г,д:

Рис. 3.5. Микроструктура сварного соединения, выполненного импульсной дуговой сваркой без коротких замыканий: а) шов; б) зона сплавления; в) участок перегрева; г) участок нормализации; д) основной металл

Анализ микроструктуры сварных соединений показал, что в шве образуется мелкозернистая структура из феррита и перлита (рис. 3,5, а), явно выраженная зона сплавления (рис. 3.5, б) говорит о малом пребывании расплавленного металла в жидкой фазе, в околошовных зонах наблюдаются троосто-бейнитные структуры (рис. 3.5, в). Мелкие зерна феррита и перлита на участке нормализации (рис. 3.5, г) не свидетельствуют о большом перегреве этой зоны.

Таким образом, анализ проведенных исследований показывает, что сварка с импульсной подачей электродной проволоки является наиболее эффективной для получения сварных соединений легированных высокопрочных сталей с щелевой разделкой. При этом она обеспечивает:

• надежное сплавление кромок сварного соединения с щелевой разделкой и качественное формирование шва;

• стабильность управления переносом электродного металла на протяжении всего процесса сварки;

• стабильность качества формирования шва и механических свойств сварного соединения с высокой пластичностью.