Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении
Разработана технология дуговой точечной сварки в вертикальном положении плавящимся электродом тонколистового металла без предварительной пробивки отверстий в наружном привариваемом листе. Регулирование параметров сварочных циклов позволяет обеспечить получение высококачественных точечных соединений....
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2009
|
| Назва видання: | Автоматическая сварка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/39066 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении / Л.М. Лобанов, А.Н. Тимошенко, П.В. Гончаров // Автоматическая сварка. — 2009. — № 1(669). — С. 34-37. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-39066 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-390662012-12-05T12:06:06Z Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении Лобанов, Л.М. Тимошенко, А.Н. Гончаров, П.В. Производственный раздел Разработана технология дуговой точечной сварки в вертикальном положении плавящимся электродом тонколистового металла без предварительной пробивки отверстий в наружном привариваемом листе. Регулирование параметров сварочных циклов позволяет обеспечить получение высококачественных точечных соединений. The technology for vertical spot metal-arc welding of sheet metal without preliminary piercing of holes in the external sheet has been developed. Adjustment of parameters of the welding cycles allows producing the high-quality spot joints. 2009 Article Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении / Л.М. Лобанов, А.Н. Тимошенко, П.В. Гончаров // Автоматическая сварка. — 2009. — № 1(669). — С. 34-37. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0005-111X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/39066 621.791.75.053.92 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Лобанов, Л.М. Тимошенко, А.Н. Гончаров, П.В. Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении Автоматическая сварка |
| description |
Разработана технология дуговой точечной сварки в вертикальном положении плавящимся электродом тонколистового металла без предварительной пробивки отверстий в наружном привариваемом листе. Регулирование параметров сварочных циклов позволяет обеспечить получение высококачественных точечных соединений. |
| format |
Article |
| author |
Лобанов, Л.М. Тимошенко, А.Н. Гончаров, П.В. |
| author_facet |
Лобанов, Л.М. Тимошенко, А.Н. Гончаров, П.В. |
| author_sort |
Лобанов, Л.М. |
| title |
Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении |
| title_short |
Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении |
| title_full |
Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении |
| title_fullStr |
Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении |
| title_full_unstemmed |
Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении |
| title_sort |
дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/39066 |
| citation_txt |
Дуговая точечная сварка нахлесточных соединений в вертикальном положении / Л.М. Лобанов, А.Н. Тимошенко, П.В. Гончаров // Автоматическая сварка. — 2009. — № 1(669). — С. 34-37. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT lobanovlm dugovaâtočečnaâsvarkanahlestočnyhsoedinenijvvertikalʹnompoloženii AT timošenkoan dugovaâtočečnaâsvarkanahlestočnyhsoedinenijvvertikalʹnompoloženii AT gončarovpv dugovaâtočečnaâsvarkanahlestočnyhsoedinenijvvertikalʹnompoloženii |
| first_indexed |
2025-07-03T20:58:49Z |
| last_indexed |
2025-07-03T20:58:49Z |
| _version_ |
1836660901943443456 |
| fulltext |
УДК 621.791.75.053.92
ДУГОВАЯ ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА
НАХЛЕСТОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
В ВЕРТИКАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ
Академик НАН Украины Л. М. ЛОБАНОВ, А.Н. ТИМОШЕНКО, канд. техн. наук, П.В. ГОНЧАРОВ, инж.
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Разработана технология дуговой точечной сварки в вертикальном положении плавящимся электродом тонколистового
металла без предварительной пробивки отверстий в наружном привариваемом листе. Регулирование параметров
сварочных циклов позволяет обеспечить получение высококачественных точечных соединений.
К л ю ч е в ы е с л о в а : сварка в защитных газах, точечные
нахлесточные соединения, конструкционные стали, верти-
кальное положение
Технология дуговой точечной сварки (ДТС) нахо-
дит применение в вагоно-, самолето-, судо-, авто-
мобилестроении, сельскохозяйственном машинос-
троении, строительстве при сварке тонколистового
металла. Технология ДТС позволяет обеспечить вы-
сокие производительность и качество выполняемых
работ, экономить временные и материальные ре-
сурсы. Преимуществом процесса является возмож-
ность получения качественных нахлесточных сое-
динений при выполнении сварки как по отверстиям,
так и без отверстий в свариваемых деталях, угло-
вых и тавровых соединениях [1–7].
В вагоностроении преимущественно исполь-
зуется полуавтоматическая сварка в углекислом
газе. Данный способ позволяет выполнять до 80%
всех сварных швов, включая и дуговую точечную
сварку. При изготовлении вагонов иногда возни-
кает необходимость в осуществлении точечных
соединений в вертикальном положении. Для сни-
жения трудоемкости некоторые горизонтальные
сварные швы, производимые на вертикальной
плоскости, целесообразно выполнять ДТС.
При ДТС металла толщиной более 1,5 мм в
вертикальном и потолочном положении рекомен-
дуется делать отверстия в наружном приварива-
емом листе [1–3]. Учитывая, что ДТС осущест-
вляется полуавтоматом путем включения-выклю-
чения подачи сварочной проволоки, качество и
стабильность размеров получаемых точечных
швов определяются квалификацией сварщика.
Кроме того, при выполнении ДТС на вертикаль-
ной плоскости необходимо преодолеть затрудне-
ния, связанные с удержанием металла расплав-
ленной ванны. Независимо от квалификации свар-
щика получение качественных швов можно дос-
тичь программированием режимов сварки. Су-
ществующие оборудование и технология не всег-
да обеспечивают достаточную стабильность па-
раметров режима сварки и, как следствие, полу-
чение точечных швов заданных размеров в соот-
ветствии с ГОСТ 14776–79 [8]. Возможные откло-
нения могут быть причиной снижения качества
соединений. В некоторых сварочных источниках
существует возможность программирования про-
должительности цикла сварки (скорость подачи сва-
рочной проволоки обычно не программируется).
В работе поставлена задача получения качес-
твенных точечных соединений в вертикальном по-
ложении листового металла без предварительной
пробивки отверстий в наружном привариваемом
листе. Решение данной задачи сопряжено с зат-
руднениями, связанными с удержанием расплав-
ленного металла сварочной ванны, а также с обес-
печением надежного возбуждения дуги в началь-
ный период.
Для выполнения поставленной задачи разрабо-
тали опытную установку для ДТС в углекислом
газе в вертикальном положении (рис. 1), в состав
которой входят: источник сварочного тока ВДУЧ-
500, механизм подачи сварочной проволоки ПДГ-
500-4, специализированный блок управления, сва-
© Л. М. Лобанов, А. Н. Тимошенко, П. В. Гончаров, 2009
Рис. 1. Схема установки для ДТС в вертикальном положении:
1 — источник сварочного тока; 2 — блок управления ДТС;
3 — баллон с углекислым газом; 4 — предредукторный осу-
шитель; 5 — редуктор; 6 — расходомер газа; 7 — механизм
подачи электродной проволоки; 8 — гибкий кабель–шланг;
9 — сварочная горелка; 10 — изделие
34 1/2009
рочная горелка со специализированным соплом,
а также рычажный прижим, обеспечивающий ус-
транение зазора между привариваемыми деталя-
ми.
Отличительной особенностью процесса ДТС
является разделение сварочного цикла на этапы,
отличающиеся по своему технологическому наз-
начению и параметрам режима сварки [3, 5]. Сва-
рочный цикл без предварительной пробивки от-
верстий в наружном привариваемом листе осу-
ществляется по следующим этапам:
нагрев поверхности наружной привариваемой
детали;
прожог наружной привариваемой и проплав-
ление второй детали. При этом в привариваемой
детали образуется отверстие и создается частич-
ное проплавление второй;
заполнение расплавленным электродным ме-
таллом образовавшегося отверстия;
заварка кратера в формируемом точечном шве.
ДТС в вертикальном положении на режимах,
используемых при выполнении точечных соеди-
нений в нижнем положении, не дало положитель-
ных результатов. Сварные точки имели ряд су-
щественных дефектов, таких как неполное запол-
нение сварочной ванны электродным металлом
из-за его стекания, образование наплывов вытек-
шего металла, подрезы (рис. 2).
Повторяемость сварных точек оказалась низ-
кой ввиду существенного влияния следующих
факторов:
различных условий возбуждения дуги, обус-
ловленных разным размером капель электродного
металла, застывающих на конце сварочной про-
волоки после каждого сварочного импульса;
большого тепловложения в сварное соедине-
ние: расплавленный металл вытекает из свароч-
ной ванны;
влияние зазора между привариваемыми дета-
лями и расхода защитного газа на внешний вид
и качество точечного соединения;
формы наконечника сварочной горелки;
стабильности подачи сварочной проволоки:
возможность проскальзывания проволоки приво-
дит к неточности дозирования наплавочного ме-
талла при формировании сварной точки;
наличия различных загрязнений на поверхнос-
ти свариваемых деталей.
При отработке технологии ДТС в вертикаль-
ном положении точки выполняли на опытных об-
разцах (рис. 3) проволокой сплошного сечения
Св-08Г2С диаметром 1,6 мм в защитном газе CO2.
Для обеспечения регулирования тепловложе-
ния при выполнении точечного сварного соеди-
нения в программу изменения параметров режима
сварки в нижнем положении введены временные
паузы между сварочными импульсами. Програм-
ма изменения параметров режима сварки, приве-
денная на рис. 4, обеспечила порционное внесение
Рис. 2. Точечное соединение, полученное в вертикальном
положении на режимах, используемых при ДТС в нижнем
положении
Рис. 3. Схема опытного образца
Рис. 4. Программа изменения параметров режима сварки при
ДТС в вертикальном положении: t1…t8 — длительности им-
пульсов и пауз; tобщ — общее время цикла ДТС
1/2009 35
металла в сварочную ванну путем чередования
сварочных циклов, а также надежное возбуждение
сварочной дуги. Необходимость обеспечения на-
дежного возбуждения дуги объясняется тем, что
при сварке плавящимся электродом дуга не всегда
начинает гореть с первого касания и это оказывает
существенное влияние на выполнение запрограм-
мированного режима сварки точечного шва.
Обеспечение стабильного возбуждения дуги
при ДТС достигается снижением скорости подачи
сварочной проволоки в начальный момент сварки
(период времени t1). При соответствующих ско-
ростях подачи проволоки конец электрода успе-
вает нагреться и расплавиться, увеличивая веро-
ятность возбуждения дуги. При больших скорос-
тях подачи проволоки стабильность возбуждения
дуги значительно снижается.
Путем чередования сварочных импульсов и па-
уз, а также регулирования их длительности обес-
печивается порционное тепловложение в свароч-
ную ванну, что позволяет получить оптимальный
термический цикл, получение более благоприят-
ной структуры и свойств металла шва. В перерыве
между сварочными циклами происходит остыва-
ние шва, что предотвращает вытекание расплав-
ленного металла из сварочной ванны и обеспе-
чивает удовлетворительное формирование свар-
ной точки. При этом задаются длительности им-
пульсов, паузы между импульсами и сварочный
ток, что позволяет сформировать окончательный
объем сварной точки и ее внешнюю поверхность.
Напряженное состояние, как отмечено в работах
[4, 7], при циклическом тепловложении в сварное
соединение значительно ниже, чем при сварке,
выполненной на режиме без пауз между импуль-
сами, или на режиме без импульсов. В зависи-
мости от цикла ДТС, толщины соединяемых де-
талей и диаметра электродной проволоки пара-
метры режима ДТС могут изменяться в широком
диапазоне.
Прожог первой (привариваемой) детали с об-
разованием отверстия, а также частичное проп-
лавление второй осуществляется за цикл t2. В этот
период сварка выполняется на повышенных ре-
жимах.
Сварочные циклы в период времени t4 и t6
обеспечивают заполнение образовавшегося отвер-
стия после сварочного цикла в период времени
t2, и формирование сварной точки. Первый цикл
продолжительностью t4 осуществляется таким об-
разом, чтобы получить 50…60 % объема наплав-
ленного металла сварной точки. Выполнение вто-
рого цикла (продолжительностью t6) позволяет
сформировать окончательный объем сварной точ-
ки. В периоды времени t3, t5, t7 (длительность
пауз между сварочными циклами) происходит ос-
тывание наплавленного металла шва, длитель-
ность пауз устанавливается таким образом, чтобы
за этот период времени кристаллизовался наплав-
ленный объем металла. Заварка кратера и фор-
мирование внешнего вида происходит на послед-
нем сварочном цикле (временной интервал t8 схе-
мы изменения режима сварки).
Режимы дуговой точечной сварки пластин толщиной 2,5+7 мм
Сварочные циклы Uсв, В Iсв, А vсв, м/ч tсв, с tпауз, с
t1 26...28 180...2200 100...120 0,4...0,5 —
t2 40...42 450...500 280...300 1...1,3 t3 = 1,5...2
t4 28...30 230...250 140...160 0,8...1,0 t5 = 1...1,5
t6 28...30 230...250 140...160 0,8...1,0 t7 = 0,5...1
t8 24...26 170...190 100...120 0,5 —
Рис. 5. Внешний вид сварного точечного соединения, полу-
ченного ДТС в вертикальном положении (а) и его макро-
шлиф (б)
36 1/2009
Подбор оптимальных режимов ДПС проводи-
ли на образцах путем изменения напряжения на
дуге, установки оптимальной скорости подачи
сварочной проволоки на каждый сварочный цикл,
оптимизации длительности каждого сварочного
цикла и пауз между ними. Сварочные режимы
приведены в таблице.
На качество и размеры точечных швов боль-
шое влияние оказывает длительность каждого
цикла и стабильность сварочных параметров.
Представленные режимы обеспечивают получе-
ние высококачественных точечных соединений,
что подтверждают и результаты металлографи-
ческих исследований. Как показано на рис. 5, то-
чечное соединение имеет качественный внешний
вид, наплывы вытекшего металла отсутствуют.
Макрошлиф подтверждает отсутствие подрезов и
дефектов типа пор, трещин и шлаковых включе-
ний. Глубина проплавления составила 3,5 мм, ди-
аметр ядра сварной точки — 8 мм.
Как показали результаты исследований, проч-
ность сварной точки зависит от толщины металла
и диаметра ядра сварного точечного соединения,
а также зазора между свариваемыми деталями.
Наличие зазора, превышающего 0,5 мм, может
вызвать вытекание расплавленного металла в за-
зор и, как следствие, привести к получению де-
фектного соединения. Испытания на срез образ-
цов с диаметром ядра сварной точки 7…9 мм в
случаях, когда зазоры между свариваемыми де-
талями не превышали 0,5 мм, показали, что раз-
рывное усилие составляет 19000...32000
27000 Н, что
является достаточным для обеспечения работос-
пособности точечного соединения.
Таким образом, путем регулирования парамет-
ров сварочных циклов при ДТС тонколистового
металла в вертикальном положении обеспечива-
ется получение высококачественных точечных со-
единений, которые могут найти применение при
изготовлении каркасных конструкций современ-
ных грузовых и пассажирских вагонов.
1. Воропай Н. М. Особенности процессов дуговой точеч-
ной сварки в защитных газах (Обзор) // Автомат. сварка.
— 2004. — № 7. — С. 28–33.
2. Потапьевский А. Г. Сварка в защитных газах плавящим-
ся электродом. Ч.1. Сварка в активных газах. — 2-е изд.,
перераб. — Киев: Экотехнология, 2007. — 192 с.
3. Особенности дуговой точечной сварки плавящимся
электродом в углекислом газе / В. И. Терещенко, А. Н.
Шаровольский, К. А. Сидоренко и др. // Автомат. сварка.
— 1983. — № 9. — С. 51–53.
4. Аснис А. Е., Андрущенко С. В., Юшкевич З. В. Влияние
напряженного состояния на коррозионную стойкость со-
единений, выполненных дуговой точечной сваркой //
Там же. — 1986. — № 8. — С. 1–3.
5. Ткаченко А. Н., Воскресенский А. С. Применение дуго-
вой точечной сварки при изготовлении кузовов вагонов
// Там же. — 2005. — № 12. — С. 26–28.
6. Сопротивление коррозионной усталости нахлесточных
соединений, выполненных дуговой точечной сваркой /
В. С. Татаринов, В. И. Терещенко, Е. Т. Иорш, Л. Ш.
Ольгард // Там же. — 1986. — № 7. — С. 46–48.
7. Крылов С. В., Аснис А. Е. Повышение ударной прочнос-
ти соединений, выполненных дуговой точечной сваркой
// Там же. — 1983. — № 7. — С. 17–18, 34.
8. ГОСТ 14776–79. Дуговая сварка. Соединения сварные
точечные. Основные типы, конструктивные элементы и
размеры. — Введ. 01.07.80.
The technology for vertical spot metal-arc welding of sheet metal without preliminary piercing of holes in the external
sheet has been developed. Adjustment of parameters of the welding cycles allows producing the high-quality spot joints.
Поступила в редакцию 17.07.2008
С В А Р К А — 2 0 0 9
Международная специализированная выставка в рамках
международной специализированной выставки
МАШИНОСТРОЕНИЕ СТАНКИ ИНСТРУМЕНТ
23—26 июня 2009 ЗАО «Нижегородская ярмарка»
г. Нижний Новгород
Организатор: ЗАО «Нижегородская ярмарка»
Тел.: (831) 277 54 96, 277 55 89;
Факс: (831) 277 55 86, 277 54 89
E-mail: kaa@yarmarka.ru; http://www.yarmarka.ru
1/2009 37
|