О ПЛАВЛЕНИИ АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОДА АРГОНОВОЙ ДУГОЙ ПРЯМОЙ ПОЛЯРНОСТИ

  • Владимир Петрович Сидоров Тольяттинский государственный университет
  • Дмитрий Эдуардович Советкин Тольяттинский государственный университет
  • Николай Александрович Борисов Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: сварочная дуга, плавящийся электрод, алюминий, прямая полярность, стабильность расплавления, сварка в защитных газах

Аннотация

Проанализирована информация о соотношении скоростей плавления электродной проволоки на прямой и обратной полярностях сварочной дуги в СО2. При равных токах скорость плавления на прямой полярности дуги примерно в 2 раза превышает скорость плавления на обратной полярности. Причиной отказа от использования прямой полярности дуги при сварке в защитных газах является низкая стабильность скорости расплавления электродной проволоки. Она вызвана интенсивными перемещениями катодного пятна дуги вследствие изменения эмиссионных свойств поверхности электрода. Предложена методика расчета мощности дуги, передаваемой в плавящийся алюминиевый электрод на разных полярностях. Расчетная удельная мощность (на 1 А тока) значительно больше для электрода-катода и повышается с ростом тока более интенсивно, чем для анода. Экспериментально определена скорость расплавления алюминиевой электродной проволоки диаметром 1,2 мм при прямой полярности дуги в аргоне. Она выше, чем при обратной полярности, также примерно в 2 раза. В пределах токов 80–180 А на прямой полярности дуги не обнаружено значимой зависимости коэффициента расплавления алюминиевой проволоки диаметром 1,2 мм от тока дуги. Расчетная методика обеспечивает удовлетворительную сходимость расчетных и опытных данных по соотношению скоростей плавления электрода на разных полярностях. Полученные формулы позволяют оценивать и эффективную мощность дуги в аргоне для алюминиевых изделий. Дальнейшие исследования планируется направить на определение условий стабильной скорости расплавления электродной проволоки на прямой полярности дуги в защитных газах. Это особенно необходимо при сварке деталей большой толщины для более производительного заполнения разделки кромок.

Биографии авторов

Владимир Петрович Сидоров , Тольяттинский государственный университет

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы»

Дмитрий Эдуардович Советкин , Тольяттинский государственный университет

преподаватель кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы»

Николай Александрович Борисов, Тольяттинский государственный университет

студент

Литература

1. Лозовой В.Г., Дзюба О.В., Дзюба В.М., Штоколов С.А., Курланов С.А. К вопросу о сварке на прямой полярности // Сварка и диагностика. 2014. № 6. С. 55–59.
2. Коберник Н.В., Чернышов Г.Г., Гвоздев П.П., Линник А.А. Влияние рода и полярности тока на плавление электродного и основного металла при сварке под флюсом // Сварка и диагностика. 2011. № 5. С. 24–27.
3. Ленивкин В.А. Дюргеров Н.В., Сагиров Х.И. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах. М.: НАКС, 2011. 367 с.
4. Сидоров В.П., Абрамова С.В. Зависимость времени расплавления покрытых электродов от тока дуги // Сварочное производство. 2018. № 10. С. 14–18.
5. Киселев А.С., Гордынец А.С. Влияние параметров режима на пространственную устойчивость дуги при сварке алюминиевых сплавов неплавящимся электродом в среде аргона // Вестник науки Сибири. 2013. № 4. С. 61–66.
6. Ленивкин В.А., Дюргеров Н.Г., Морозкин И.С., Паршин С.Г. Пространственная устойчивость сварочной дуги // Сварка и диагностика. 2016. № 1. С. 16–21.
7. Березовский Б.М. Математические модели дуговой сварки. Т. 3. Челябинск: Изд-во ЮрГУ, 2003. 485 с.
8. Savinov A.V., Polesskiy O.A., Lapin I.E., Lysak V.I., Krasikov P.P., Chudin A.A. Electrophysical characteristics of arc and formation of welded joints for welding with a non-consumable electrode // Journal of Materials Processing Technology. 2017. Vol. 239. P. 195–201. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2016.08.021.
9. Savinov A.V., Lapin I.E., Polesskiy O.A., Lysak V.I., Krasikov P.P. Thermal and force effects of the arc on the weld pool in non-consumable electrode (TIG) welding in inert gas mixtures // Welding International. 2016. Vol. 30. № 12. P. 941–944. DOI: 10.1080/09507116.2016.1157332.
10. Сидоров В.П. Методика оценки приэлектродных падений напряжения на дуге, горящей в аргоне между вольфрамом и алюминием // Автоматическая сварка. 1991. № 6. С. 36–37.
11. Походня И.К., Суттель А.М. Теплосодержание капель электродного металла при сварке в углекислом газе // Автоматическая сварка. 1970. № 10. С. 5–8.
12. Сидоров В.П. Расчеты параметров сварки плавлением. Тольятти: Изд-во ТГУ, 2017. 286 с.
13. Кархин В.А. Тепловые процессы при сварке. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2015. 572 с.
14. Быховский Д.Г., Беляев В.М. Энергетические характеристики плазменной дуги при сварке на обратной полярности // Автоматическая сварка. 1971. № 5. С. 27–30.
15. Щицын Ю.Д., Косолапов О.А., Струков Н.Н. Распределение энергии в сжатой дуге при работе плазмотрона на токе обратной полярности // Сварка и диагностика. 2010. № 3. С. 13 –16.
16. Захаров Ю.В. Математическое моделирование технологических систем. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2015. 84 с.
17. Гринюк А.А., Коржик В.Н., Шевченко В.Е., Бабич А.А., Пелешенко С.И., Чайка В.Г., Тищенко А.Ф., Ковбасенко Г.В. Основные тенденции развития плазменно-дуговой сварки алюминиевых сплавов // Автоматическая сварка. 2015. № 11. С. 39–50.
18. Савинов А.В., Полесский О.А., Лапин И.Е., Лысак В.И., Чудин А.А., Красиков П.П. Проплавляющая способность дуги переменного тока с прямоугольной формой импульсов // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 135–141.
19. Сидоров В.П., Советкин Д.Э. Расплавление точек на алюминии сжатой дугой с разнополярными импульсами тока // Химия. Экология. Урбанистика: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. Т. 2. Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2019. С. 545–549.
20. Милютин В.С., Шалимов М.П., Шанчуров С.М. Источники питания для сварки. М.: Айрис-пресс, 2007. 384 с.
Опубликован
2019-12-30
Выпуск
Раздел
Технические науки