С целью определить наилучшую форму щелевой разделки, обеспечивающую лучшее качество, равнопрочность и работоспособность многослойных сварных соединений из легированных сталей были проведены дополнительные экспериментальные исследования.

Выполняли автоматическую сварку поворотного стыка трубы из стали 30ХГСА диаметром 90 мм с толщиной стенки 18 мм с двухструйной газовой защитой в СО2 за несколько проходов сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм. При сварке образцов поддерживался режим: напряжение дуги Uд = 26–27 В, скорость сварки Vсв = 14–15 м/ч, расход защитного газа Q = 10–11 л/мин, сила тока Iсв = 180–185 A, без предварительного подогрева и последующей термообработки. Для сварки образцов использовали источник питания ВСЖ–303, автоматическую сварочную головку ГСП–2 с блоком управления БАРС–2Б.

Исследовали влияние трех форм щелевой разделки кромок на качество, микроструктурную однородность и работоспособность многослойных сварных соединений из стали 30ХГСА (рис. 4.4): с U–образной, V–образной и V–образной формой разделки кромок.

а), б)

в)

Рис. 4.4. Щелевая разделка кромок с: а) V-образной формой, б) V-образной формой, в) U-образной формой

Провели механические испытания сварных образцов и микроструктурный анализ. Все полученные многослойные сварные соединения обладают достаточно высокими механическими свойствами.

Разработанный способ сварки обеспечивает высокую стабильность процесса сварки и качество соединений. Об этом свидетельствуют значения временного сопротивления разрыву и предела текучести, стабильно получаемые в узком диапазоне, в отличие от соединений, полученных по традиционной технологии.

Наблюдается мелкодисперсная структура в металле сварных швов и плавный переход от наплавленного металла к основному в зоне сплавления за счет применения разработанного способа сварки. Однако имеются значительные отличия в формировании корня шва. С изменением формы корневой части щелевой разделки изменяется и периферия оплавления дугой кромок свариваемых образцов.