Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом

Лазер-интерферометрическим и теневым методами изучена структура и характер истечения потоков аргона и углекислого газа, одновременно вытекающих на плоскую преграду из внутреннего и наружного сопел плоской формы с различной геометрией каналов. Найдены оптимальные сочетания расходов внутреннего и нару...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2007
Автор:	Римский, С.Т.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2007
Назва видання:	Автоматическая сварка
Теми:	Производственный раздел
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99230
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:	Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом / С.Т. Римский // Автоматическая сварка. — 2007. — № 2 (646). — С. 37-43. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99230
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-992302025-02-09T14:22:41Z Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом Peculiarities of flowing of two gas flows from welding torch nozzles in automatic consumable electrode welding Римский, С.Т. Производственный раздел Лазер-интерферометрическим и теневым методами изучена структура и характер истечения потоков аргона и углекислого газа, одновременно вытекающих на плоскую преграду из внутреннего и наружного сопел плоской формы с различной геометрией каналов. Найдены оптимальные сочетания расходов внутреннего и наружного потоков защитных газов, рациональные конструкции сопел горелок. Предложена конструкция горелки для сварки на форсированных режимах в двойном потоке защитных газов, обеспечивающая эффективную защиту зоны сварки от воздуха на токах до 900А при небольших расходах аргона и углекислого газа. Laser-interferometry and shadow methods were used to study structure and character of the flows of argon and carbon dioxide that are simultaneously emitted onto a flat barrier from the internal and external nozzles of flat configuration with a different geometry of the channels. Optimal combinations of rates of the internal and external shielding gas flows and efficient designs of the torch nozzles were found. Suggested is a design of the torch for welding under forced conditions in a double flow of shielding gases, which provides an efficient shielding of the welding zone from air at currents of up to 900 A and low flow rates of argon and carbon dioxide. 2007 Article Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом / С.Т. Римский // Автоматическая сварка. — 2007. — № 2 (646). — С. 37-43. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99230 621.791.753.9.001.4 ru Автоматическая сварка application/pdf 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 Римский, С.Т. Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом Автоматическая сварка
description	Лазер-интерферометрическим и теневым методами изучена структура и характер истечения потоков аргона и углекислого газа, одновременно вытекающих на плоскую преграду из внутреннего и наружного сопел плоской формы с различной геометрией каналов. Найдены оптимальные сочетания расходов внутреннего и наружного потоков защитных газов, рациональные конструкции сопел горелок. Предложена конструкция горелки для сварки на форсированных режимах в двойном потоке защитных газов, обеспечивающая эффективную защиту зоны сварки от воздуха на токах до 900А при небольших расходах аргона и углекислого газа.
format	Article
author	Римский, С.Т.
author_facet	Римский, С.Т.
author_sort	Римский, С.Т.
title	Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом
title_short	Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом
title_full	Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом
title_fullStr	Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом
title_full_unstemmed	Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом
title_sort	особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2007
topic_facet	Производственный раздел
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99230
citation_txt	Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом / С.Т. Римский // Автоматическая сварка. — 2007. — № 2 (646). — С. 37-43. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series	Автоматическая сварка
work_keys_str_mv	AT rimskijst osobennostiistečeniâdvuhgazovyhpotokovizsopelsvaročnyhgorelokpriavtomatičeskojsvarkeplavâŝimsâélektrodom AT rimskijst peculiaritiesofflowingoftwogasflowsfromweldingtorchnozzlesinautomaticconsumableelectrodewelding
first_indexed	2025-11-26T20:15:30Z
last_indexed	2025-11-26T20:15:30Z
_version_	1849885336446959616
fulltext	УДК 621.791.753.9.001.4 ОСОБЕННОСТИ ИСТЕЧЕНИЯ ДВУХ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ ИЗ СОПЕЛ СВАРОЧНЫХ ГОРЕЛОК ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКЕ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ С. Т. РИМСКИЙ, канд. техн. наук (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) Лазеринтерференционным и теневым методами изучена структура и характер истечения потоков аргона и углекислого газа, одновременно вытекающих на плоскую преграду из внутреннего и наружного сопел плоской формы с различной геометрией каналов. Найдены оптимальные сочетания расходов внутреннего и наружного потоков защитных газов, рациональные конструкции сопел горелок. Предложена конструкция горелки для сварки на форсированных режимах в двойном потоке защитных газов, обеспечивающая эффективную защиту зоны сварки от воздуха на токах до 900 А при небольших расходах аргона и углекислого газа. К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая сварка, плавящийся элект- род, защитные газы, расход газа, двухслойная защита, эф- фективность газовой защиты, оптические методы, форси- рованные режимы, пористость швов, конструкции горелок При сварке плавящимся электродом в защитных газах на форсированных режимах сложно обес- печить надежную защиту зоны дуги и жидкого металла от вредного воздействия воздуха. Со вре- мени разработки этого способа сварки многие ис- следователи изучали истечение струи защитного газа из сопел сварочных горелок с целью выбора таких оптимальных параметров струи газа, кото- рые обеспечивали бы наилучшие защитные свойс- тва [1–5]. Рекомендации, выработанные в резуль- тате этих исследований, получены для одного потока газа, вытекающего из сопел сварочных го- релок различных конструкций. Кроме сварки в одном газовом потоке, полу- чает распространение способ сварки в двойном потоке (известен на европейском рынке под на- званием MAGCI-процесс), состоящем из двух ко- аксиально расположенных струй газов [6]. В этом случае важно обеспечить минимальную смеши- ваемость, поскольку дуга должна гореть в цент- ральной струе газа, имеющего определенные по- лезные технологические свойства. Параметры цен- тральной струи газа (например, аргона или смеси газов Ar+He) выбираются такими, чтобы обеспечить их минимальный расход в связи с высокой стои- мостью. Расход газа, подаваемого в наружное сопло, может быть в несколько раз больше, чем подава- емого в центральное сопло. Этот менее дорогой газ защищает центральную струю и обеспечивает до- полнительную защиту сварочной ванны. Двухс- труйная газовая защита позволяет снизить расход аргона на 50…60 % [6]. В совершенствовании газовой защиты при сварке наметилось два основных направления: обеспечение надежной газовой защиты при сварке на форсированных режимах при небольших рас- ходах дорогостоящих газов; использование прин- ципов организации газовой защиты, отличных от традиционных, с помощью создания совершенных конструкций сварочных горелок. Оба направления заслуживают серьезного внимания и требуют глу- бокого изучения применительно к различным ус- ловиям сварки. Среди методов исследования неоднородностей газовых потоков, позволяющих изучать сложную двухслойную защиту, состоящую из окислитель- ных и нейтральных газов, распространенными и основными являются два оптических метода, вза- имно дополняющие друг друга — интерферен- ционный и теневой. Интерференционный метод дает непосредственно распределение плотностей, а теневой — градиентов плотностей газовых струй. Основные преимущества оптических ме- тодов исследования перед другими физическими методами заключаются в следующем: оптические методы не вводят посторонних воз- мущений в исследуемое пространство и не вы- зывают изменений физических и химических свойств среды; имеют большую чувствительность, позволяют заметить и измерить местные изменения темпе- ратуры воздуха или других газов до 0,1°, что зат- руднительно при других методах; дают возможность одновременно исследовать все пространство, занятое данным явлением, не- заменимы для определения поля температур и дав- лений потоков, пламени и т. д.; возможность успешного применения для ис- следования нестационарных, быстропротекающих процессов (распространение ударных волн, фрон- та пламени) из-за отсутствия инерционности. Влияние различных факторов на эффектив- ность сложной (двухслойной) газовой защиты зо- ны сварки изучали на экспериментальной уста-© С. Т. Римский, 2007 2/2007 37 новке, схема которой представлена на рис. 1. Установка состоит из соединения четырехзеркального интерферометра (типа Цендера-Маха) и теневого прибо- ра (типа Теплера), рабочего участка, баллонов с газами и измерительных при- боров. Интерферометр ИТ-14 можно ис- пользовать в режиме двух настроек для получения интерферограмм и тенег- рамм. В первом случае в качестве ис- точника света использовали оптический квантовый генератор ЛГ-36А, во втором — ртутную кварцевую лампу сверхвы- сокого давления ДРШ-500. В рабочем участке установки были размещены выполненные из оргстекла опытные насадки (газовые сопла), с раз- личной конфигурацией каналов: два на- ружных для потока углекислого газа и внутренний — для аргона. Поверхности каналов опытных насадок имели плос- кую форму. Насадки размещали перпен- дикулярно к направлению основного светового потока оптического прибора, что позволило избежать дополнитель- ных искажений структуры потока на ин- терференционных и теневых картинах. В верхней части насадки имели расп- ределительную головку, которая обес- печивала прием двух разных газов и направление их в соответствующие каналы. Аргон и углекислый газ имеют различные коэффициенты преломления, поэтому их можно хорошо разли- чать в приемной части интерферометра. Внутри насадок был установлен специальный стержень, имитирующий токоподводящий наконечник и сва- рочный электрод. Расстояние от нижнего среза насадки до горизонтальной плоскости равнялось 20 мм. Расход газов определяли с помощью ро- таметров РС-3. Исследование эффективности газовой защиты проводили по комплексной методике в два этапа. На первом с помощью интерферометра ИТ-14 изу- чали характер истечения газовых потоков в за- висимости от особенностей конструкции опытных насадок (рис. 2) и изменения расходов аргона и углекислого газа (всего опробовано 12 комбина- ций расходов защитных газов (таблица). За оп- ределяющий фактор при исследовании данной конструкции насадки принимали аргон как наи- более полезный и относительно дорогой защит- ный газ при дуговой сварке. Отношение расходов CO2/Ar, определяемое числом K, изменялось от 0,94 до 7,50 (таблица). По результатам оптических опытов были из- готовлены рабочие горелки с профилями насадок, имеющими лучшие газодинамические свойства. Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 — лазер; 2 — оптическая приставка; 3 — баллоны с газом; 4 — газовые редукторы; 5 — ротаметры; 6 — приемное устройство; 7 — коллиматор; 8 — интерференционная часть прибора; 9 — сварочная горелка; 10 — оптическое окно Рис. 2. Схема опытных насадок в разрезе шириной 20 мм; № 1–4 — номера насадок 38 2/2007 На втором этапе в реальных условиях сварки испытывали рабочие горелки различной конс- трукции по сравнению с широко применяемой на производстве горелкой с цилиндрическим соплом. Наплавку валиков на пластины из стали ВСт3сп выполняли сварочной проволокой Св-08Г2С диа- метром 2 мм. В опытах изменяли силу сварочного тока, расход газа и расстояние от сопла до сва- риваемого изделия. Эффективность газовой защи- ты оценивали по качеству сварных швов — на- личию пористости и содержанию азота в металле шва. Для определения пористости все сварные швы подвергали рентгенографическому анализу. Содержание азота в металлической стружке оп- ределяли химическим анализом. Содержание азо- та в стали и сварочной проволоке составляет со- ответственно 0,007 и 0,012 мас. %. Такой комп- лексный метод оценки эффективности газовой за- щиты зоны сварки представляет практическую по- лезность и является наиболее точным. Использование плоских моделей сварочных го- релок (насадок) при исследовании качества газо- вой защиты зоны сварки с помощью интерферо- метра ИТ-14 дало возможность правильно пред- ставить динамическую картину взаимодействия двух газовых потоков. Газовый поток, вытекая из насадки (рис. 3, 4), встречает на своем пути преграду в виде плос- кости свариваемых металлов. Полученная картина резкого изменения направления движения газовых струй, растекание их по поверхности преграды, взаимное перемешивание аргона и углекислого га- за, а также перемешивание с окружающей воз- душной средой подтверждает тот факт, что данная сложная газодинамическая ситуация не поддается строгому математическому описанию. Наиболее правильным путем исследования подобных про- цессов является их визуализация с помощью оп- тических приборов для получения интерферог- рамм и тенеграмм с их последующим анализом и расшифровкой. Структуру и характерные особенности зоны газовой защиты с применением опытной насадки № 1 (см. рис. 2) при различных расходах аргона и углекислого газа можно проследить на рис. 3. Из приведенных интерферограмм и тенеграмм можно определить как изменяется структура зоны газовой защиты в зависимости от различных пе- ременных факторов. Виден сложный характер вза- имодействия двух сопутствующих параллельных газовых потоков, встречающих плоскую преграду. Границы газовых потоков четко видны при вы- текании из опытной насадки. По мере удаления газовых струй от выходного сечения происходит заметная турбулизация и взаимное перемешива- ние потоков. При достижении плоской преграды газовые струи, перемешиваясь, растекаются по по- верхности. При этом поток газов поворачивается на 90°, что приводит к дальнейшему развитию турбулентности и активному смешиванию с ок- ружающей воздушной средой. При данной насад- Рис. 3. Интерферограммы (а–в) и тенеграммы (г, д) истечения газовых потоков Ar и CO2 из опытной насадки № 1 при разном отношении расхода газов: а, г — K = 2,19; б, д — 3,19; в — 5,84 Расход экспериментальных смесей защитных газов Расход, л/ч Отношение расходов CO2/Ar (K)CO2 Ar 300 120 2,50 500 4,16 700 5,84 900 7,50 300 220 1,36 500 2,27 700 3,19 900 4,09 300 320 0,94 500 1,56 700 2,19 900 2,81 2/2007 39 ке с возрастанием расхода аргона (рис. 3, а) уве- личивается зона пространства, занимаемая этим газом, а у поверхности преграды углекислый газ оттесняется на внешнюю сторону. С увеличением расхода углекислого газа происходит уменьшение зоны, заполненной аргоном (рис. 3, в). При этом происходит бурное перемешивание газов и трудно выделить их границы. С увеличением расхода уг- лекислого газа и аргона газовые потоки становятся более «упругими», однако при взаимном бурном взаимодействии их границы на поверхности прег- рады сохраняются, образуя устойчивый поток смеси газов (рис. 3, а). Определенный интерес представляет исследо- вание характера истечения газовых потоков из опытной насадки № 3, имеющей внутренний про- филь конфузорного типа (см. рис. 2). На интер- ферограммах и тенеграммах (рис. 4) с примене- нием насадки № 3 четко видны границы расхо- дящегося потока углекислого газа и растекающе- гося по поверхности преграды потока газовой сме- си аргона и углекислого газа. При использовании конфузорной насадки общая картина истечения газовых потоков сохраняется, как и при прямом профиле насадки № 1. Однако в этом случае име- ются некоторые особенности структуры газовых потоков, которые заключаются в следующем. При конфузорном истечении газов поток становится более «упругим» и устойчивым на сравнительно большом расстоянии от выходного среза насадки. Расположение интерференционных полос вдоль потока углекислого газа показывает, что в непос- редственной близости от среза насадки скорость потока, а значит и его плотность, изменяется по сечению струи незначительно. По мере продви- жения потока вперед искривления интерферен- ционных полос увеличиваются (полосы вытяги- ваются), что свидетельствует о значительной де- формации профиля скоростей потока, особенно в районе границы с окружающими средами (с од- ной стороны — с потоками аргона, с другой — воздушной средой). При этом необходимо отме- тить, что поток углекислого газа на своих гра- ницах имеет сопутствующий ламинарный погра- ничный слой. Ламинарная оболочка определенной толщины окружает основную турбулентную сер- дцевину газового потока и действует как защит- ный слой, в то время, как при насадке № 1 с увеличением отношения расходов газа K защит- ный ламинарный слой утоняется и исчезает (см. рис. 3, а–в). Приведенные на рис. 4 интерферограммы и те- неграммы свидетельствуют о том, что при срав- нительно малых расходах аргона и небольших рас- ходах углекислого газа можно четко проследить зону каждого истекающего газа. С увеличением расхода аргона (рис. 4, а, б) происходит оттес- нение углекислого газа в наружную сторону, при этом непосредственно под насадкой общий пе- ремешанный слой газов у горизонтальной повер- хности увеличивается по толщине незначительно в отличие от использования насадки № 1 (см. рис. 3, а, б), когда этот слой газов утолщается, теряет скорость и интенсивно смешивается с воз- духом. Хорошо выражены границы зон приме- няемых газов. По мере удаления от зоны сварки смешанный газовый поток имеет достаточную уп- ругость. Проведенные исследования физической карти- ны зоны газовой защиты дали возможность выс- казать ряд рекомендаций, позволивших выбрать оптимальный режим расхода аргона и углекислого газа и обеспечить при этом эффективную защиту дуги от воздействия воздуха. При расходах аргона, равных 120, 220 и 320 л/ч, необходимо выдерживать соотношение K в пределах заштрихованной области, показанной на рис. 5. С увеличением соотношения расхода газов K выше заштрихованной области происхо- дит быстрое разрушение потока аргона углекис- Рис. 4. Интерферограммы (а–в) и тенеграммы (г, д) истечения газовых потоков Ar и CO2 из опытной насадки № 3 при разном отношении расхода газов: а, г — K = 2,19; б, д — 3,19; в — 5,84 40 2/2007 лым газом, уменьшается зона, заполненная арго- ном, изменяется состав смеси аргона и углекис- лого газа в зоне горения дуги. При сварке это может ухудшить стабильность горения дуги и привести к другим неблагоприятным явлениям металлургического и технологического характера. При механизированной сварке стали проволо- кой диаметром 1,0…1,2 мм обычно применяют не- большие токи (≤350 А), что позволяет обеспечить хорошую защиту зоны сварки от воздуха. При- менение форсированных режимов при автомати- ческой сварке проволокой диаметром более 1,6 мм требует совершенной конструкции сопла и самой горелки, а также обеспечения качественной за- щиты зоны сварки при сварочном токе до 900 А и расстоянии от торца сопла до изделия 25…30 мм. Для этого струя газа должна иметь достаточную жесткость, не разрушаться от легких сквозняков и движений воздуха, вызываемых вен- тиляцией. Конструктивной особенностью сварочной го- релки, построенной по профилю насадки конфу- зорного типа № 3, является то, что защитный по- ток углекислого газа отнесен от струи аргона на определенное расстояние и в момент выхода из сопла не соприкасается с ним. Наружный коль- цевой поток углекислого газа, вытекающий из сопла под небольшим углом к оси электрода, вы- полняет роль своеобразной газовой завесы вокруг потока аргона и одновременно защищает дугу и сварочную ванну от воздуха. Изменив расстояние от сопла до изделия и скорости истечения угле- кислого газа и аргона, можно в определенной сте- пени регулировать необходимый состав газовой смеси в зоне сварки. Такое построение двухслой- ной газовой защиты позволяет устранить ряд не- достатков, присущих процессу сварки в одном по- токе газа, например, в углекислом газе или аргоне и создать иные условия для горения дуги и пе- реноса электродного металла, добиваясь необхо- димых сварочно-технологических характеристик процесса. Такая горелка обеспечивает надежную защиту зоны сварки на токах до 900 А с хорошим качеством сварных швов. Известно, что сварочные горелки с конусным или цилиндрическим соплом имеют узкий диа- пазон расходов газа, при отклонении от которого защитная струя газа турбулизуется и интенсивно смешивается с воздухом [4]. При сварке поток защитного газа подвергается воздействию дуго- вого разряда, особенно конвективных потоков от сварочной ванны. Кроме того, на процесс сме- шивания защитного газа с воздухом оказывает влияние интенсивность и масштаб турбулентнос- ти [4]. Эти характеристики потока резко увели- чиваются на выходе из сопла и зависят от гео- метрии профиля сопла и расхода газа. Для вы- равнивания поля скоростей истечения газа и уменьшения степени и масштаба турбулентности применяются сопла, обеспечивающие поджатие газового потока [4, 7]. С помощью интерферометра ИТ-14 теневым ме- тодом был изучен характер истечения при различ- ных расходах защитного газа из цилиндрического и двухконусного сопел. Исследования показали, что газовый поток с поджатием его в сопле наиболее устойчив при использовании двухконусного сопла [7]. Основные геометрические размеры двухконус- ного сопла (рис. 6) следующие: d1 = 0,75…0,95D, d2 = 0,50…0,90D, H1 = 0,65…0,80D, H2 = = 0,50…0,70D, где d1 — диаметр окружности соп- ряжения конусов; d2 — диаметр выходного от- верстия нижнего конуса; D — диаметр основания верхнего конуса; H1 и H2 — высоты верхнего и нижнего конусов. Из сопоставления тенеграмм можно убедиться, что при увеличении расхода газа вытекающая из цилиндрического сопла (рис. 7, а, б) струя расши- ряется и турбулизуется, что приводит к заметному смешиванию ее с воздухом. При использовании двухконусного сопла увеличение расхода газа по- вышает жесткость струи (рис. 7, в, г) и обеспечивает значительно большую длину ламинарного участка на выходе из сопла [7]. При этом струя вытекающего газа не расширяется (рис. 7, в, г). Рис. 5. Область эффективной двухслойной газовой защиты в зависимости от соотношения расходов K Рис. 6. Схема двухконусного сопла для сварки на форсиро- ванных режимах 2/2007 41 Из технологических факторов наибольшее вли- яние на качество защиты зоны сварки от воздуха оказывает расход газа, расстояние от сопла го- релки до свариваемого изделия, значение свароч- ного тока, а также конструкция горелки. Сущес- твует минимально необходимый расход газа, ко- торый при выбранных условиях сварки (конструк- ция горелки, параметры режима и др.) обеспечи- вает удовлетворительную защиту металла, переп- лавляемого дугой, от воздуха. Влияние конструкции сопла и состава смеси Ar + O2 + CO2 на качество защиты металла от воз- духа при сварке на форсированных режимах при- ведено на рис. 8. Существенное снижение порис- тости сварных швов обеспечивает двухконусное сопло, а также увеличение концентрации углекис- лого газа в тройной смеси. Последнее обусловлено действием термического расширения углекислого газа и его диссоциацией при температурах дуги [8], а также повышением окислительного потен- циала газа [9]. При высокой температуре он дис- социирует с увеличением объема, что в опреде- ленных условиях позволяет оттеснить воздух от зоны сварки и тем самым улучшить качество за- щиты. Однако, как показывают эксперименталь- ные данные (рис. 8), содержание в тройной смеси свыше 35 % CO2 уже не дает эффекта от диссо- циации углекислого газа. Главную роль на стой- кость швов против образования пор, при прочих равных условиях, оказывает конструкция сопла и значение сварочного тока. Рис. 8. Влияние конструкции сопла на стойкость металла шва против образования пористости в зависимости от состава защитного газа и силы сварочного тока: 1 — поры, цилинд- рическое сопло; 2 — поры, двухконусное сопло (расход газа 1400 л/ч) Рис. 9. Влияние одно- (1, 2) и двухслойной (3) газовой защиты на поглощение азота металлом шва: 1, 2 — соответственно цилиндрическое и двухконусное сопло с расходом газа (Ar + + 5 % O2 + 25 % CO2) 1600 л/ч; 3 — горелка для двухслойной газовой защиты с профилем насадки № 3 (рис. 2) при отно- шении расхода газов K = 2,81 Рис. 7. Характер истечения защитного газа из цилиндричес- кого (а, б) и двухконусного (в, г) сопел сварочной горелки в зависимости от расхода газа: а, в — 900; б, г — 1800 л/ч (диаметр сопла 22 мм) 42 2/2007 При сварке на форсированных режимах в двух потоках газа с использованием горелки, пост- роенной по профилю насадки N3 (рис. 2), а также горелки с двухконусным соплом (рис. 6), обес- печивается значительно меньшее содержание азота в швах (рис. 9) по сравнению с широко применя- емым на производстве цилиндрическим соплом. Это позволяет выполнять многопроходную автомати- ческую сварку толстыми проволоками углеродис- тых и низколегированных сталей на токах до 900 А с высоким качеством сварных швов [10]. Выводы 1. Теневым и интерференционным методами ис- следования на плоских моделях сварочных горе- лок установлена физическая картина структуры газовой защиты двух сопутствующих потоков ар- гона и углекислого газа, натекающих на плоскую поверхность. 2. Полученные теневые и интерференционные картины двухслойной газовой защиты выявили оптимальные режимные характеристики по рас- ходу двухкомпонентного потока для создания на- иболее благоприятных условий формирования зо- ны защиты. 3. На основании анализа газодинамических процессов истечения двух газовых потоков уста- новлен вариант конструкции горелки и экономич- ный расход газов для сварки на токах до 900А с высоким качеством сварных швов. 1. Ардентов В. В., Федоренко Г. А. О струйной защите при газоэлектрической сварке // Свароч. пр-во. — 1973. — № 1. — С. 3–5. 2. Безбах Д. К. Исследование газовых струй при сварке в защитных газах // Автомат. сварка. — 1969. — № 6. — С. 30–32. 3. Петров А. В., Штрикман М. М. Исследование парамет- ров струи защитного газа при дуговой сварке // Свароч. пр-во. — 1961. — № 5. — С. 5–8. 4. Старченко Е. Г., Любавский К. В. Влияние конструкции сопла горелки на эффективность газовой защиты зоны сварки // Там же. — 1968. — № 11. — С. 13–16. 5. Исследование защитных газовых потоков в сварочных горелках с применением голографической интерферо- метрии / Б. С. Касаткин, Л. М. Лобанов, О. Н. Иванова и др. // Автомат. сварка. — 1980. — № 2. — С. 15–18. 6. MAGCI a novel shielded arc welding process // Metal Const- ruction. — 1982. — № 10. — P. 550–553. 7. А. с. 518299 СССР, МКИ2 В 23 К 9/16. Конусное сопло к горелке для сварки / С. Т. Римский, В. Г. Свецинский, В. И. Ульянов. — Заявл. 16.05.72; Опубл. 25.06.76, Бюл. № 23. 8. Новожилов Н. М. Основы металлургии дуговой сварки в газах. — М.: Машиностроение, 1979. — 231 с. 9. Підгаєцький В. В. Пори, включення і тріщини в зварних швах. — К.: Техніка, 1970. — 236 с. 10. Свецинский В. Г., Римский С. Т. Сварка кольцевых швов многослойных труб в защитной газовой смеси Ar + O2 + + CO2 // Многослойные сварные конструкции и трубы: Материалы I Всесоюз. конф. — Киев: Наук. думка, 1984. — С. 177–182. Laser-interferometry and shadow methods were used to study structure and character of the flows of argon and carbon dioxide that are simultaneously emitted onto a flat barrier from the internal and external nozzles of flat configuration with a different geometry of the channels. Optimal combinations of rates of the internal and external shielding gas flows and efficient designs of the torch nozzles were found. Suggested is a design of the torch for welding under forced conditions in a double flow of shielding gases, which provides an efficient shielding of the welding zone from air at currents of up to 900 A and low flow rates of argon and carbon dioxide. Поступила в редакцию 20.06.2006 Вышел в свет очередной выпуск журнала фирмы «Fronius» Weld+Vision на русском языке Содержание От редактора ..................................................................................... 3-6 Единство противоположностей Научно-исследовательский и опытно-конструкторские работы 7-11 Контактная сварка и плазменная резка Vizor 1000 — защитная маска с полностью автоматизированными функциями Кратко и по существу ...................................................................... 12-13 Новости от «Fronius» Практические примеры ................................................................... 14-19 Выигрыш во времени при строительстве резервуаров Сварка меди без подогрева 30 метров совершенно свободных от брызг Компания .......................................................................................... 20-21 Добросовестность — основной принцип командной работы Информация для путешественников ............................................. 22-23 По вопросам заказа просьба обращаться в редакцию журнала «Автоматическая сварка» Тел./факс: (38044) 528-34-84, 529-26-23, 528-04-86; E-mail: journal@paton.kiev.ua 2/2007 43

Особенности истечения двух газовых потоков из сопел сварочных горелок при автоматической сварке плавящимся электродом

Репозитарії

Схожі ресурси