Для определения влияния газового фронта защитной среды зоны сварки на эксплуатационные свойства сварных соединений провели экспериментальные исследования с применением следующих способов сварки:

1. Традиционный способ с одноструйной газовой защитой.

2. Разработанный способ с двухструйной газовой защитой.

Выполняли двухстороннюю сварку на пластинах из стали 30ХГСА размером 150х300мм толщиной 8мм стационарной дугой в СО2 сварочной проволокой Св08Г2С диаметром 1,2мм (рис. 4.12).

При сварке образцов поддерживался режим: напряжение дуги Uд = 26–27 В, скорость сварки Vсв = 25–27 см/мин, расход защитного газа Q = 16–17 л/мин, сила тока Iсв = 185–190 A, без подогрева и последующей термообработки. Использовали источник питания ВСЖ–303 и автоматическую сварочную головку ГСП–2.

На полученных образцах провели испытания на разрыв, микроструктурный анализ и измерение микротвердости в соответствии со схемой представленной на рисунке 4.14.

Рис. 4.14. Схема измерения микротвердости сварных образцов

Разработанный способ сварки обеспечивает более стабильные значения временного сопротивления разрыву, получаемые в узком диапазоне, в отличие от традиционной технологии. Это говорит о лучшей стабильности процесса сварки и повышении качества соединений.

На рисунке 4.18 показано смещение графиков микротвердости в сечении второго шва (Y=2 мм). Сварные швы, полученные 2-м способом шире на 2 мм. А в одинаковых условиях проведения эксперимента это можно объяснить только интенсивным двухструйным газодинамическим воздействием на расплавленный металл сварочной ванны.
Значения микротвердости по средней линии (Y=4 мм) для образцов исследуемых способов сварки практически совпадают.

Рис. 4.18. Распределение микротвердости в сечении сварного соединения

Микротвердость в сечении первого шва (Y=6 мм) имеет более выровненные значения за счет термообработки при наложении второго шва: I способ – происходит выравнивание значений микротвердости ЗТВ, наплавленного и основного металла, нет резких скачков микро-твердости, II способ – происходит выравнивание значений микротвердости ЗТВ и основного металла, а в наплавленном металле (ближе к зоне сплавления) наблюдается повышение микротвердости. Это можно объяснить интенсивным перемешиванием с основным металлом за счет газодинамического воздействия двухструйной газовой защиты и последующим упрочнением полученной эвтектики при наложении второго слоя.