Введение к работе
Актуальность темы. Структура металла сварных ивов, формирующаяся в ;ессе первичной кристаллизации сварочной ванны, оказывает, определя-; влияние на последующие физико-химические и физико-механические іктеристики сварных соединений, а. в конечном счете - на эксплуата-1ные- свойства готовых сварных изделий. Поэтому изучению первичной 'ктуры и процессов, происходящих при затвердевании сварочной ванны, іяется большое внимание многими отечедтвеннкми и зарубежными .иссле-юелями. Однако, ввиду значительных методических трудностей, неко-,іе тонкие детали процесса первичной кристаллизации сварочной ванны не исследованы. Это относится'также к процессам происходящим при іердевании сварочной ванны алюминия и его сплавов.
В последние годы все более широкое применение находит им-
>сно-дуговая сварка (ИДС), благодаря улучшению физикомехаНичвских
жтеристик сварных соединений, снижению пористости и засоренности
1ДНЫМИ пленами сварных швов, повышению их технологической проч
ей. Положительное воздействие ИДС связывают с импульсным вводом
та в сварочную ванну, благоприятными изменениями гидродинамической
?ановки в жидком металле, температурного поля и' переноса капель
стродного металла. В то же время особенности формирования первичной
гктуры при ИДС изучены в недостаточной мере. Не исследовано, в част
ей, влияние режимов ИДС на устойчивость фронта кристаллизации и
дары структурных элементов кристаллитов. . . ..
Регулированием процесса первичной кристаллизации достигается
ішение первичной структуры сварных швов и соответственно качества
зных соединений. Улучшить первичную структуру сварных швов можно
шчными способами, например электромагнитным воздействием (ЭМВ) в
;ессе сварки или применением флюсовых паст. Однако возможности"од-
эеменного использования ЭМВ и флюсовых паст практически не изучены.
Цель рзботы заключалась в создании эффективных способов управле-
формированием первичной структуры металла сварных швов и разработ
ка этой основе технологических рекомендаций по улучшению Сваривав
ши аЛЮМИНИеВЫХ СПЛаВОВ. . . с -, .: ,і >';-.-: . .- . -:.--.--.-:,^
Для достідазния поставленной цеди ..необходимц,_ было решить,сле-
Исследовать особенности первичной кристаллизации при аргонодуго-сварке алюминия и его сплавов в непрерывном и импульсном режимах.
Исследовать процессы формирования 'первичной структуры сварных з алюминия и его сплавов при аргонодуговой сварке' с' 'использованием и флюсовых паст.
-
Исследовать влияние различных технологических приемов на образ вание дефектов в сварных швах и свойства сварных соединений.
-
Разработать новые способы управления формированием первичк структуры, предложить технологические рекомендации по улучшению свар ваемости алюминиевых сплавов и применить их на производстве.
Гатоды иеследот-гі-пгіі. в процессе проведения исследований использ вались скоростная микрокиносьемка, оптическая и электронная металло рафия, спектральный, микрорентгеноспектралъный, хромотографическ анализы, рентгенография, фраьг/ография, осциллографирование и др. Обр ботку экспериментальных результатов осуществляли с использованием те рии массовых случайных процессов и вычислительной техники.
Научная новизна:
-
Установлена закономерность упирения столбчатых кристаллитов мэре удаления от поверхности сплавления как в сварных швах, так и сварных точках.
-
Выявлены особенности формирования и структура осевой груп кристаллитов (ОГК). Установлена количественная связь между размерь ОГК и параметрами релда.-.а сварки.
-
Доказана закономерность периодического изменения устойчивое фронта кристаллизации при ВДС. При НДС чистого алюминия возможно пер одическое чередование плоского и ячеистого фронтов кристаллизации хеостоеой части сварочной ванны.
-
Сформулированы требования к первичной структуре сварных швов а? миния и его сплавов. Установлены количественные зависимости между г раметрами ЭМВ, составом флюсовых паст и первичной структурой.
Лрактлчоская цешюсть: Результаты теоретических и эксперимента) ных исследований позволили разработать:
способ дуговой сварки алюминиевых сплавов, обеспечивающий эффект! ное измельчение первичной структуры сварных швов,
флюс ТФА - 17 для улучшения первичной структуры и формирования ко? швов , а такие для сокращения в них дефектов и повышения механичесі характеристик сварных соединений;
технологические рекомендации по аргонодугоЕой сварке алюминиеі сплавов АМг2, АМгЗ, АМгб и 1420, обеспечивающие получение доброкачес венных сварных соединений.
Предложенные разработки внедрены на производствеЭкономический эффект одном предприятии авиационной промышленности составил более 200 тыс. Основній полкжлпзя^ вьзюсиыые на аавиту: 1. Закономерность уширения столбчатых кристаллитов при транскрист; литком росте по мере удаления от поверхности сплавления в направлеї к оси шва или центру сварной точки.
Количественные зависимости мехцу размерами ОГК и параметрами ре-i сварки.
Закономерность периодического изменения устойчивости фронта :таллкзацни при. ЩО.
Количественные зависимости между параметрами ЗМВ, составом флюсо-паст и размерами первичных кристэллптов и их структурных элементов
Разработанные способ дуговой сварки и состав флюса, а тагаэ поло-;лыюе влияние оказываемое ими на структуру, свойства и формироза-шбов алюминиевых сплавов.
Апробация работы^ Основные положения и отдельные результаты ;ертационкой работы докладывались и обсу.гдглись на ежегодных про-юрско-прег.одазательских конференциях и семинарах Ташкентского /дарственного технического университета (1931 - 1994г. г.), на иауч-
конференции сварщикоз СНГ "Производство и надежность сварных :трукций" (Москва,январь 1993г.)» на научно-технической и практикой конференции "Технические и экологические проблемы развит;-: Нахской области" (Кавои, май 1993г.), на международной научно-практикой конференции "Проблемные вопросы механики и машиностроения" икент, май 1993г.).
Диссертационная работа в целом обсуждалась на научно-техническом инаре Ташкентского государствеіїнсго технического университета.
Иублкіаітга- По теме диссертации опубликовано 9 научных статей и учено 2 положительных решения по заявке изобретений.
5±РЖШЗ У обьем диссертация?. Диссертация состоит из введения, л глаз, основных выводов и приложения. Изложена на 115 страницах инописного текста, содержит 43 рисунков, 15 таблиц и 182 наименова-лктературных источников.