Введение к работе
Актуальность работы. Важной задачей совершенствования технологии производства корпусов спецтехники является применение современного оборудования и передовой технологии. Преимущественное применение механизированной сварки в СОг для производства корпусов спецтехники из высокопрочных сталей малых и средних толщин сдерживает повышение производительности процесса сварки. Кроме того, необходимость привлечения большого количества рабочих сварщиков высокой квалификации ставит производство перед значительными трудностями.
Использование для изготовления корпусов спецтехники высокопрочных среднелегированных сталей с ухудшенными характеристиками свариваемости требует применения технологии сварки, обеспечивающей технологическую прочность сварных соединений.
Преимущественное применение угловых и тавровых соединений и значительная протяженность прямолинейных швов в конструкциях корпусов спецтехники предопределяют целесообразность использования автоматической сварки.
Разработка новой технологии сварки высокопрочных
среднелегированных сталей, направленной на снижение вероятности образования трещин в сварных соединениях конструкций и существенное повышение производительности процесса, весьма актуальна для производства корпусов спецтехники
Научный анализ большого экспериментального материала," накопленного по автоматической сварке специальных высокопрочных сталей, а также потребность дальнейшего повышения качества сварных корпусов спецтехники и совершенствование методов их изготовления, позволил выдвинуть как перспективное направление дальнейшего развития ' автоматической сварки корпусов спецтехники разработку метода многодуговой сварки в защитных газах.
Цель и задачи работы. Целью данной диссертационной работы является проведение комплекса исследований и разработка высокопроизводительной технологии двухдуговой автоматической сварки в защитных газах основных узлов и корпусов спецтехники из высокопрочных среднелегированных сталей толщиной до 20 мм, обеспечивающей, наряду с повышением производительности, снижение вероятности образования трещин в сварных соединениях, и внедрение разработанной технологии в производство.
Отсюда вытекают следующие задачи исследований:
1. Исследовать влияние способа одно- и двухдуговой сварки в защитных газах и
параметров режима на технологические характеристики процесса
(разбрызгивание и производительность);
2. Исследовать влияние способа одно- и двухдуговой сварки в защитных газах
на образование холодных трещин в сварных соединениях высокопрочных
среднелегированных сталей;
при этом изучить влияние способа сварки на:
образование структур в околошовной зоне (ОШЗ) высокопрочных сталей;
величину структурных напряжений в ОШЗ высокопрочных сталей;
величину и характер распределения водорода.
Исследовать влияние способа одно- и двухдуговой сварки на стойкость сварных швов против образования горячих трещин.
Разработать высокопроизводительную технологию двухдуговой автоматической сварки в защитных газах корпусов спецтехники и основных узлов из закаливающихся сталей.
Научная новизна. В работе получены следующие основные результаты, определяющие ее новизну:
- определены диапазоны оптимальных режимов сварки в зависимости от
способа одно- и двухдуговой сварки, защитного газа, степени легирования
электродной проволоки и ее диаметра;
- установлено, что изменяя режимы на каждой дуге и варьируя
расстояние между дугами можно в широком диапазоне регулировать
термический цикл двухдуговой сварки в защитных газах, получая его близким к
"идеальному";
установлено благоприятное влияние термического цикла двухдуговой сварки в защитных газах на стойкость сварных соединений из закаливающихся сталей против образования холодных трещин;
установлена взаимосвязь между способом одно- и двухдуговой сварки в защитных газах, структурой, напряжениями, возникающими в околошовной зоне, содержанием водорода в металле шва и стойкостью сварных соединений высокопрочных сталей против образования холодных трещин;
установлено благоприятное влияние способа двухдуговой сварки в защитных газах на стойкость сварных соединений из высокопрочных сталей против образования горячих трещин;
- усовершенствована методика "имплант" для испытания сварных
соединений закаливающихся сталей против образования холодных трещин.
Практическая ценность работы. Проведенный комплекс исследований позволил разработать и внедрить высокопроизводительную технологию двухдуговой автоматической сварки в защитных газах с регулируемым термическим циклом высокопрочных среднелегированных сталей для производства корпусов спецтехники, а также основных узлов из закаливающихся сталей, что позволило в ряде случаев перейти на низколегированный вариант сварочной проволоки, отказаться от предварительного подогрева сварных соединений и исключить последующую термообработку.
Разработаны рекомендации по применению технологии двухдуговой сварки в защитных газах для сварных соединений из закаливающихся сталей.
Проведено опытно-промышленное внедрение двухдуговой сварки в С02 применительно к сварным соединениям корпусов спецтехники.
Разработана конструкция установки и схема нагружения образцов при испытании по методу "имплант" одновременно 4-х образцов.
Усовершенствованная методика "имплант" для испытания сварных соединений закаливающихся сталей позволяет повысить стабильность и достоверность результатов исследований.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на Всесоюзной отраслевой НТК "Наука - производству" (г. Свердловск, 1981 г.), юбилейной 20-й НТК сварщиков Урала (г. Н-Тагил, 2001 г.), Республиканской НТК "Пути совершенствования науки, техники и технологии" (г. Усть-Каменогорск, Республика Казахстан, 2002 г.), НТК "Модернизация оборудования и технологии, как условие обеспечения конкурентоспособности и безопасности производства" в рамках 3-ей международной специализированной выставки "Сварка - Нефтегаз" (г.Екатеринбург, 2003 г.), Всесоюзной с международным участием НТК, посвященной 150-летию со дня рождения Н.Г.Славянова "Сварка и Контроль 2004" (г. Пермь, 2004 г), НТК "Сварка в машиностроении и металлургии" в рамках 5-й Международной специализированной выставки "Сварка - Нефтегаз 2" (г. Екатеринбург, 2005 г.), НТК "Подготовка специалистов и развитие сварочного производства" в рамках 8 международной специализированной выставки "Сварка. Диагностика и контроль" (г. Екатеринбург, 2008 г.), НТК «Наука, практика, образование» в рамках 9 Международной специализированной выставки "Сварка. Диагностика и контроль" (г. Екатеринбург, 2009 г.).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Диссертация содержит 17Э листов, в том числе <51 рисунков и 15 таблиц. Список литературы состоит из 210 наименований.
