Способ получения искусственного дефекта в сварном шве

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 1) г 1 В 23 К 28/О ИЯ ЗОБРЕТ АВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4 (22) 2 (46) 0 (72) (53) 6 (56) У 8030 о-, едовании ме При многоп лучают напроходе. ГОСУДАРСТЯЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 062464/25-275.02.867.06,88. Бюл. У 21М.Д.Мамон и А.В.Горбачевский21.791.75.011(088.8)Авторское свидетельство СССР35, кл. В 23 К 28/00, 1980.Бродский А.Я. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом. - М.; Машгиз, 1956, с. 81-84.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ДЕФЕКТА В СВАРНОМ ШВЕ(57) Изобретение относится к области сварки, в частности к способам получения искусственного дефекта в сварном шве. Целью является получение искусственных дефектов в сварных образцах из легких сплавов для исследования их свойств. Для этого сварку осуществляют вольфрамовым электродом,Электрод берут диаметром, меньшимдиаметра электрода, оптимального длявыполнения сварки на 5-207., и с вылетом, на 100-20% большим оптимального.В процессе сварки осуществляют сбрасывание капли путем направленногомеханического воздействия на электродбез касания сварочной ванны. Для увеличения размеров капли на конце электрода сварочный ток увеличивают на20% по сравнению с оптимальным. Такимспособом получают дефект "вольфрамвое включение" в заданном для иссл е шва, по его глубине. ходной сварке дефект пб- ф данном для исследований .и. ф-лы. 2 табл.Изобретение относится к сварке сполучением искусственных дефектов,может быть использовано при исследо 5ванин влияния дефектов типа вольфрамовое включение (М-включение) насвойства сварных соединений легкихсплавов и обеспечивает получениеУ-включений в образцах с прямолинейными, круговыми и кольцевыми швами, 10выполняемых аргонодуговой сваркойвольфрамовым электродом на переменномтоке.Целью изобретения является получе-ние искусственных дефектов в сварных 15образцах из легких сплавов при исследовании их свойств путем получениядефекта заданного размера в заданномучастке по высоте и сечению шва.Сущность способа заключается в использовании хорошего смачивания расплавленным металлом сварочной ванныи седиментациив ней за счет грави, тационных сил капель расплавленноговольфрама, сбрасываемых в процессе 25сварки механическим путем с концавольфрамового электрода,В качестве электрода выбираетсяпруток чистого вольфрама, отличающийся от лантанированного, торированного 3 Ои других несколько пониженной термостойкостью. Диаметр вольфрамовогопрутка меньше оптимального для сваркина 5-203 (для быстрого получения капли на торце), а его вылет из горелкисоответственно на 100-20 больше рабочего, в зависимости от частотысбрасывания капель. Выбор вольфрамового прутка в каче стве электрода диаметром на 5-20 . меньше оптимального рекомендуемого для сварки и увеличение его вылета на 100"201 от рабочего обусловлены необходимостью регулирования частоты получения включений (на определенное расстояние друг от друга). Чем меньше диаметр электрода и чем больше .его вылет, тем более высокая частота получения включений. Уменьшение диаметра электрода более чем на 20 и увеличение длины его вылета более чем на 100 . приводит к быстрому, нерегулируемому оплавлению торца электрода, образованию больших капель и самопро" иэвольному отрыву их с торца, блужда 55 нию дуги по торцу и ухудшению качества шва (появление непроваров, волнистости шва). Если диаметр электрода уменьшается менее чем на 5 , а вылет увеличивается менее чем на 20% от оптимального, то требуемый размер капли (для получения заданного размера дефекта) не успевает сформироваться при подходе к месту сбрасывания и количества расплавленного вольфрама недостаточно для образования сбрасываемой капли. Это приводит к снижению точности и частоты получения в сварных швах заданных по размеру и по месторасположению дефектов типа вольфрамовое включение.Выбор диаметра вольфрамового прутка и вылета электрода определен опытно-экспериментальным путем: в сварных швах пластин сплава АМгб размером 64100.300 мм необходимо получить сварочные дефекты типа вольфрамовое включение диаметром 1,0-2,0 мм на расстоянии 40 мм друг от друга. Сварку проводят на переменном токе с ис- . пользованием стандартного источника питания на режиме: 1 =350 А 1 св =18 м/ч Я=15 л/мин. Рекомендуемый диаметр вольфрамового электрода 5 мм, вылет электрода из горелки 5 мм,Результаты экспериментов приведены в табл. 1 и 2.Из табл, 1 и 2 видно, что стабильное получение вольфрамовых дефектов размером 1,0-2,0 мм на расстоянии 40 мм друг от друга при сварке возможно при выборе диаметра электрода на 5"20% меньше оптимального и вылете электрода на 100-20 больше рабочего,При однопроходной сварке подготовленные под сварку пластины (толщиной 1-5 мм) сваривают на режимах, обеспечивающих требуемую форму шва. Сбрасывание капли с конца .вольфрамового электрода в заданном месте производится путем направленного механического воздействия на него, например, другим вольфрамовым прутком сверху вниз, без касания им сварочной ванны. С целью создания большей по диаметру капли на конце вольфрамового электрода и более неустойчивого ее механического состояния при подходе к месту сбрасывания (за 2-5 мм) увеличивают сварочный ток на величину до 20 от рабочего, Увеличение тока более чем на 20 % приводит к быстрому образованию капель и самопроизвольному их сбрасыванию с конца электрода. После сбрасывания капли для формированияконца электрода до размеров, обеспечивающих при сварке требуемую форму шва, необходимо уменьшить (восстановить) сварочный ток и длину дуги до рабочих.Для получения Я-включений на заданной высоте по сечению сварного шва необходимо использовать многопроходную сварку образцов без разделки 10 (при двухпроходной. сварке пластин преимущественно толщиной 4-10 мм) или с разделкой кромок (при трех и более проходах на пластинах преимущественно толщиной 8-20 мм) и сбрасывать капли 15 с конца вольфрамового электрода на заданном проходе, а при необходимости - на каждом из них. При этом необходимо соблюдать условие, чтобы последующий проход после сбрасывания20 капли выполнять с минимальной глубиной проплавлениядля исключения касания расплавленным металлом сварочной ванны полученного И-включения. В противном случае, за счет несмачивания 25 твердое Ю-включение выталкивается направленной кристаллизацией на поверхность сварочной ванны.Например, необходимо получить Ю-включение в сварном соединении 30 сплава АМгб в пяти заданных местах.П р и м е р 1, Размер пластин 300100 Э мм. Подготовка поверхности пластин - щелочное травление, а не" . посредственно перед сваркой - шабре 35 ние кромок для присадочной проволоки - щелочное травление. Режим аргонодуговой сварки: Ч, =12 м/ч; т,140 А, Е, =Э мм,Рекомендуемый диаметр тарированного вольфрамового 40 электрода 4 мм.Для получения И-включений в сварных швах выбран электрод из чистого вольфрама диаметром 3,5 мм, а длина дуги 5 мм.45Сварка осуществляется на стальной подкладке с глубиной проплавоформирующей канавки 0,8 ммъ.Во время сварки для получения единичных 1 ъ-включений в требуемом месте сбрасывание капли осуществляется путем механического толчка вольфрамового электрода другим вольфрамовым прутком сверху вниз без касания сварочной ванйы. Получаемые Ъ 1-включения в заданных пяти местах диаметр 1- 2,5 мм.П р и м е р 2. Размер пластик 300 100 10 мм. Подготовка поверхности под сварку, режим сварки и диаметр электрода те же. Для получения И-включений на высоте 5 мм сбрасывание производится на втором сварочном проходе (из трех), как и в примере 1, Диаметр получаемых включений по результатам рентгеноконтроля 1-2,5 мм.П р и м е р 3. Размер пластин 300 100Э мм. Подготовка поверхностей под сварку, режим сварки и диаметр электрода прежние. За 2-5 мм до места сбрасывания капли сварочный ток увеличивается до 170 А, а после сбрасывания восстанавливается до рабочего.Формула изобретения1, Способ получения искусственного дефекта в сварном шве, при котором сварку выполняют вольфрамовым элект- родоМ и в процессе сварки осуществляют сбрасывание капли расплавленного металла электрода в сварочную ванну, о т л и ч а ю щ и й с.я тем, что, с целью получения искусственных дефектов в сварных образцах из легких сплавов для исследования их свойств путем получения дефекта заданного размера в заданном участке по высоте и сечению шва, для сварки используют вольфрамовый электрод с диаметром, меньшим диаметра электрода, оптимального для выполнения сварки на 5-203, и сварку ведут с вылетом электрода, большим оптимального на 100-20 ,2, Способ по и.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед сбрасыванием капли в момент подхода электрода к месту сбрасывания силу тока увеличивают на 207. от оптимального значения.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что сбрасывание каплипроизводят на заданном проходе примногопроходной сварке.1400827 Таблица 1 Диаметр Расстояние между включениями, Диаметр включений, мм Примечаниеэлектро- ммда, мм 31 Зь 5 2 е 8 Зюб 3 1 31 25 33 12 17 16 Капли вольфрама падаютсамопроизвольно 3,8 4,0 5,2 5,5 Т а б л и ц а 2 Диаметр включений, мм Примечание Расстояние между включени ями, мм Вылетэлектрода, мм 58 58 85 49 75 0,5 0,8 1,2 0,6 0,3 0,9 40 41 42 40 40 13171512171,7 40 40 39 40 40 1,5 1,6 1,6 1,9 1,7 1,5 40 40 40 41 40 1,5 1,8 1,7 1,8 1,8 1,9 23 37 16 31 19 19282623253,1 10 13 Сброс капельсамопроизвольно Составитель Л.НазароваРедактор И.Николайчук Техред М.Ходанич Корректор И.Муска Заказ 2753/16 Тираж 921 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5